DE1144307B

DE1144307B - System for the automatic regulation of the cooling equipment of electric generators driven by steam turbines

Info

Publication number: DE1144307B
Application number: DEL30785A
Authority: DE
Inventors: Dr Sc Techn Laszlo Heller; Dipl-Ing Arpad Bakay
Original assignee: Licencia Talalmanyokat Ertekesito Vallalat
Current assignee: Licencia Talalmanyokat Ertekesito Vallalat
Priority date: 1957-12-18
Filing date: 1958-07-14
Publication date: 1963-02-28

Description

System zum automatischen Regeln der Kühleinrichtung von durch Dampfturbinen angetriebenen elektrischen Generatoren Die Erfindung betrifft ein System zum automatischen Regeln der Kühleinrichtung von durch Dampfturbinen angetriebenen elektrischen Generatoren.System for the automatic regulation of the cooling device by steam turbines driven electric generators The invention relates to a system for automatic Regulation of the cooling system of electric generators driven by steam turbines.

Kühleinrichtungen für die künstliche Kühlung der elektrischen Generatoren von Kraftanlagen sind bereits bekannt. Es wird dabei eine Wasserdampfstrahlkältemaschine verwendet, deren Vorteil unter anderem darin besteht, daß kein fremdes Kühlmittel in den Betrieb der Kraftanlage gelangt. Die Dampfstrahlkältemaschinen der bekannten Kühleinrichtungen werden mittels eines in der Treibdampfleitung des Dampfstrahlers vorgesehenen Regelventils geregelt, durch dessen Querschnittsänderung sich auch die Leistung der Dampfstrahlkältemaschine ändert. Auch ist es vorgeschlagen worden, die Betätigung dieses Regelventils derart zu automatisieren, daß im Verdampfer der Kältemaschine ein Temperaturfühler vorgesehen wird, durch dessen Impulse der lichte Querschnitt des Regelventils im Sinne der Konstanthaltung der im Verdampfer herrschenden Temperatur geändert wird.Cooling devices for the artificial cooling of the electric generators of power plants are already known. It is a water vapor jet chiller used, the advantage of which is, among other things, that no foreign coolant enters the operation of the power plant. The steam jet chillers of the well-known Cooling devices are installed in the motive steam line of the steam jet provided control valve regulated, through the change in cross section also the performance of the steam jet chiller changes. It has also been suggested to automate the actuation of this control valve in such a way that the evaporator Refrigerator a temperature sensor is provided, through whose pulses the light Cross-section of the control valve in order to keep the temperature in the evaporator constant Temperature is changed.

Obwohl diese Kühleinrichtungen zuverlässig und zweckdienlich arbeiten, ist ihr Betrieb verhältnismäßig kostspielig, da die Kühlung auch dann künstlich erfolgt, wenn hierzu eine einfache Frischwasserkühlung ausreichend wäre.Although these cooling devices work reliably and appropriately, their operation is relatively expensive, since the cooling is also artificial takes place if a simple fresh water cooling would be sufficient for this.

Um diese Schwierigkeit zu beheben, ist eine Kühleinrichtung für elektrische Generatoren vorsieschlig!-n worden, bei welcher der Kühlmittelkreis des Generators an einen unterteilten Wärmeaustauscher angeschlosssen ist. Der eine Teil des Wärmeaustauschers liegt dabei in einem Kühlkreis fürFrischwasserkühlung und der andere Teil in einem Kühlkreis für künstliche Kühlung mittels einer Wasserdampfstrahlkältemaschine. Beide Kühlkreise sind über eine umgangbare Hilfskühlfläche miteinander gekoppelt. Im Frischwasserkühlkreis ist ein Schaltorgan zum Umgehen bzw. Einschalten der Hilfskühlfläche vorgesehen, und dem künstlichen Kühlkreis ist mindestens ein Regelorgan zum Einschalten des künstlichen Kühlkreises und zum Regeln seiner Temperatur bei Umgehung der Hilfskühlfläche zugeordnet. Diese Kühleinrichtung ermöglicht nun, die künstliche Kühlung zum Kühlen des Generatorkühlmittels lediglich dann heranzuziehen, wenn eine Frischwasserkühlung bereits zur Einhaltung der gevrünschten Kühlmittelternperatur nicht mehr ausreicht.To solve this problem, there is a cooling device for electrical Generators have been recommended in which the coolant circuit of the generator is connected to a subdivided heat exchanger. One part of the heat exchanger lies in a cooling circuit for fresh water cooling and the other part in one Cooling circuit for artificial cooling by means of a water vapor jet chiller. Both Cooling circuits are coupled to one another via a bypassable auxiliary cooling surface. In the fresh water cooling circuit a switching device is provided to bypass or switch on the auxiliary cooling surface, and the artificial cooling circuit is at least one control element for switching on the artificial cooling circuit and to regulate its temperature by bypassing the auxiliary cooling surface assigned. This cooling device now enables artificial cooling for cooling of the generator coolant should only be used when fresh water cooling is no longer sufficient to maintain the desired internal coolant temperature.

Es sind dabei auch automatische Regelungen derartiger Kühleinrichtungen bekannt, derenWesen darin besteht, daß im Kühlmittelkreis des Generators ein Temperaturfühler vorgesehen ist, der an einen einstellbaren Temperaturregler angeschlossen ist, der über eine Smoeinrichtung das Schaltorgan im Frischwasserkühlkreis und das Regelorgan des künstlichen Kühlkreises betätigt. Es ist dabei auch möglich, den Temperaturregler in Abhängigkeit von der Leistung des gekühlten Generators einzustellen, wodurch die Regelung vollautomatisch wird. Der künstliche Kühlkreis kann auch eine durch ein Umschaltorgan angeschlossene Nebenschlußleitung aufweisen, durch die er bei Umgehung der Hilfskühlfläche über den Wasserraum des Verdampfers des Kühlkreises der künstlichen Kühlung geschlossen ist. Diese Maßnahme bezweckt eine entsprechende Entlastung der im künstlichen Kühlkreis befindlichen Umlaufpumpe und des Entlüftungsejektors der Kältemaschine. Das System wird in diesem Fall verhältnismäßig einfacher, wenn zwischen dem Schaltorgan im Frischwasserkühlkreis und dem Umschaltorgan im künstlichen Kühlkreis eine zwangläufige Kupplung vorgesehen ist.There are also automatic controls of such cooling devices known, the essence of which is that a temperature sensor in the coolant circuit of the generator is provided, which is connected to an adjustable temperature controller that the switching element in the fresh water cooling circuit and the control element via a Smo device of the artificial cooling circuit operated. It is also possible to use the temperature controller set depending on the power of the cooled generator, whereby the regulation becomes fully automatic. The artificial cooling circuit can also do one through have a switching device connected shunt, through which he at Bypassing the auxiliary cooling surface via the water space of the evaporator of the cooling circuit the artificial cooling is closed. This measure aims at a corresponding Relief of the circulation pump located in the artificial cooling circuit and the venting ejector the chiller. The system becomes relatively simpler in this case if between the switching element in the fresh water cooling circuit and the switching element in the artificial Cooling circuit a positive clutch is provided.

Bei den sogenannten Luftkondensationsanlagen, bei welchen zum Niederschlagen des aus den Dampfturbinen entweichenden DarnpfesMischkondensatoren verwendet werden, in denen das Kühlwasser naturgemäß mit dem im Kraftwerk entstehenden Kondensat bzw. mit dem Speisewasser und somit auch mit dem in der beschriebenen Weise in der Kältemaschine der bei der Generatorkühlung verwendeten känstliehen Kühlung entstehenden Kondensat gleichartig ist, kann die Trennung des in der Kältemaschine umgewälzten Kondensats vom Kühlwasser der Generatorkühlung fortfallen. Hierdurch wird auch die Verwendung einer zum Trennen erforderlichen Hilfskühlfläche überflüssig.In the so-called air condensation systems, in which mixed condensers are used to precipitate the steam escaping from the steam turbines, in which the cooling water is naturally combined with the condensate produced in the power plant or with the feed water and thus also with the cooling machine used in the manner described in the generator cooling used känstliehen cooling the resulting condensate is similar to the separation of the circulating in the chiller condensate may be omitted from the cooling water of the generator cooling. This also makes the use of an auxiliary cooling surface required for separation superfluous.

Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung eines Regelsystems für die Kühleinrichtungen von elektrischen Generatoren, bei denen eine Trennung des Kühlwasserkreises vomWasserkreisderKältemaschine in der angedeuteten Weise nicht erforderlich ist. Die Erfindung bezieht sich somit auf ein System zum Regeln der Kühleinrichtung von durch Dampftarbinen angetriebenen elektrischen Generatoren, bei welchen das Kühlwasser der Dampfturbinen in an sich bekannter Weise in einem geschlossenen System, z. B. in einer Luftkondensationsanlage, umgewälztwird, wobei das Kühlmittel der elektrischen Generatoren über einen unterteilten Wärmeaustauscher hinwegströmt, dessen einer Teil vom Kühlwasser der Dampftarbinen und dessen anderer Teil wahlweise vom Kühlwasser der Dampfturbinen oder von durch eine Wasserdampfstrahlkältemaschine gekühltem Wasser gekühlt wird, während im Kühlmittelkreis der Generatoren ein Temperaturfühler vorgesehen ist, der über einen Regler eine auf die die Kühlwasserkreise steuernden Organe einwirkende Servocinrichtung betätigt. Erfindungsgemäß sind bei diesem Regelsystem der Kühlwasserkreis der Dampfturbinen und der Kühlwasserkreis der Dampfstrahlkältemaschine über in zwangläufiger Verbindung betätigte Dreiwegeventile unmittelbar miteinander verbindbar.The invention now aims to create a control system for the Cooling devices of electrical generators, in which a separation of the cooling water circuit from the water circuit of the refrigeration machine in the manner indicated is not required. The invention thus relates to a system for regulating the cooling device of electric generators driven by steam tarbines, in which the cooling water the steam turbines in a manner known per se in a closed system, e.g. B. in an air condensation system, the coolant being the electrical Generators flows over a subdivided heat exchanger, one of which Part of the cooling water of the steam tarbines and its other part optionally from the cooling water the steam turbines or water cooled by a steam jet chiller is cooled, while a temperature sensor is provided in the coolant circuit of the generators is which, via a controller, acts on the organs controlling the cooling water circuits Servo device actuated. According to the invention are the cooling water circuit in this control system the steam turbines and the cooling water circuit of the steam jet chiller over in inevitable Connection actuated three-way valves can be directly connected to one another.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Regelsystems ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the control system according to the invention is shown in shown in the drawing.

Im Falle einer natürlichen Kühlung durchfließt das Kühlwasser 25 ein Dreiwegeventil 27, das so eingestellt ist, daß nach dem Passieren desselben das Wasser in die Leitung 28 gelangt, von wo dasselbe in die Kaltgasseite 15 des Wärmeaustauschers 11 des Generators 26 hineingelangt. Von hier kommt das Wasser zu einem zweiten Dreiwegventil 29, welches so eingestellt ist, daß das Kühlwasser durch die Leitung 30 dem Warmgasseitenteil 12 des Wärmeaustauschers zugeführt wird. Gleichzeitig ist das dritte Dreiwegventil 31 so eingestellt, daß das durch die Umwälzpumpe 13 zirkulierte Kondensat durch die Rückstromleitung 16 hindurch in den Verdampfer 18 gelangt.In the case of natural cooling, the cooling water 25 flows through a three-way valve 27 which is set so that, after passing through it, the water enters the line 28 , from where it enters the cold gas side 15 of the heat exchanger 11 of the generator 26 . From here the water comes to a second three-way valve 29, which is set so that the cooling water is fed through the line 30 to the hot gas side part 12 of the heat exchanger. At the same time, the third three-way valve 31 is set in such a way that the condensate circulated by the circulating pump 13 passes through the return flow line 16 into the evaporator 18 .

Bei dieser Schaltung wird demnach die volle Kühlung durch das natürliche Kühlwasser vorgenommen, welches auf diese Weise in Reihe geschaltet zunächst über den Kaltgasseitenteil 15, sodann durch den Warmgasseitenteil 12 hindurchströmt und somit den ganzen Wärmeverlust allein abführt. Das Umschalten auf die künstliche Kühlung erfolgt in diesem Falle derart, daß die Hilfsregeleinrichtung 5 den nötigen Impuls von dem Regler 1 erhält. Diesem wird von dem im Kühlkreis des Generators 26 vorgesehenen Temperaturfühler 2 die dort herrschende Kühlgastemperatur und von dem Regelorgan 4 der Dampfturbine 3 der Sollwert der Kühlgastemperatur des Generators übermittelt. Von der Hilfseinrichtung 5 wird einerseits das den Arbeitsdampf für den Ejektor 20 des Verdampfers 18 steuernde Ventil 19 geöffnet, andererseits durch den Betätigungsmechanismus 8 hindurch auf den mechanischen Schalter 32 eingewirkt, der alle drei Dreiwegventile zugleich umschaltet (das Prinzip der mechanischen Betätigung ist hier bloß beispielsweise angeführt, naturgemäß kann irgendein beliebiges hydraulisches, elektrisches oder anders geartetesBetätigungssystem verwendet werden).In this circuit, the full cooling is carried out by the natural cooling water, which, connected in series in this way, first flows through the cold gas side part 15, then through the warm gas side part 12 and thus dissipates all of the heat loss on its own. In this case, switching to artificial cooling takes place in such a way that the auxiliary control device 5 receives the necessary pulse from the controller 1. The temperature sensor 2 provided in the cooling circuit of the generator 26 transmits to this the prevailing cooling gas temperature and the control element 4 of the steam turbine 3 transmits the nominal value of the cooling gas temperature of the generator. From the auxiliary device 5 is on the one hand open the working steam for the ejector 20 of the evaporator 18 controlling valve 19, on the other hand acted upon by the actuating mechanism 8 through the mechanical switch 32, all three-way valves at the same time switches (the principle of mechanical actuation is here merely for example naturally any hydraulic, electrical or other type of actuation system can be used).

Nach dem Umschalten gelangt das, natürliche Kühlwasser durch das Dreiwegventil 27 hindurch unmittelbar in die Leitung 30 und durch dasselbe in den Waringasseitentei112 des Wärmeaustauschers. Gleichzeitig verschließt das andereDreiwegventfl29 denWeg in Richtung der Leitung 30 und läßt das durch den Kaltseitenteil 15 des Wärmeaustauschers durchgeströmte Kondensat unmittelbar in die Zerstäubungsanlage 17 des Verdampfers. Das dritte Dreiwegveritil 31 ist gleichzeitig so geschaltet, daß es den Weg des durch die Zirkulationspumpe 13 geförderten Wassers in Richtung des Verdampfers schließt und in Richtung des Kaltgasseitenkanals 15 durch die Leitung 28 öffnet.After switching, the natural cooling water passes through the three-way valve 27 directly into the line 30 and through the same into the Waringasseitentei112 of the heat exchanger. At the same time, the other three-way valve 29 closes the path in the direction of the line 30 and lets the condensate that has flowed through the cold side part 15 of the heat exchanger directly into the atomization system 17 of the evaporator. The third three-way valve 31 is simultaneously connected in such a way that it closes the path of the water conveyed by the circulation pump 13 in the direction of the evaporator and opens it in the direction of the cold gas side channel 15 through the line 28.

Da das Kondensat, durch die Umwälzpumpe 13 in dem durch das Dreiwegveritil 31 kurzgeschlossenen Leitungssystern ständig zirkuliert wird, besteht die Umschaltung von der natürlichen Kühlung auf die künstliche Kühlung bloß in einer einzigen Operation, die einzig und allein die Betätigung des Umschaltmechanismus 32 umfaßt wobei die drei Dreiwegventile gleichzeitig entsprechend verstellt werden.Since the condensate is constantly circulated by the circulation pump 13 in the conduit system short-circuited by the three-way valve 31 , the switchover from natural cooling to artificial cooling consists only in a single operation, which solely comprises the actuation of the switching mechanism 32, the three Three-way valves can be adjusted accordingly at the same time.

Claims

Claim: System for automatically controlling the Kühleinrich, processing of driven by the steam turbine electric generator-ene, in which the cooling water of the steam turbine in a closed system, such. B. in an air, condensation system, circulated w-ird, whereby the coolant of the electrical generators flows away over a subdivided heat exchanger, one part of which is cooled by the cooling water of the steam turbines and the other part either by the cooling water of the steam turbines or by water cooled by a steam jet chiller while in the coolant circuit. of the generators a temperature sensor is provided which, via a controller, actuates a servo device acting on the organs controlling the cooling water circuits, characterized in that the cooling water circuit (25, 27, 30, 12) of the steam turbines (3) and the cooling water circuit (13, 31, 28, 15, 29, 17, 18) of the steam jet chiller (17, 18, 19, 20 ) can be directly connected to one another via three-way valves (27, 29, 31) operated in a positive connection (32).