DE1286358B - Ventilsteuerung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ventilsteuerung für die Wand jeder Einlaßkammer gleich viele Steuerventile Regelung eines Gas-, insbesondere Dampfstromes zu vorgesehen sind. Schließlich wird bei entsprechenden einem Verbraucher, vorzugsweise zu einer Antriebs- Druckunterschieden des Dampfes der verschiedenen turbine, mit einem Ventilgehäuse, dessen Wand eine Dampf quellen die eine Einlaßkammer als Hochdruck-Vielzahl von Austrittsöffnungen aufweist, die durch 5 kammer und die bzw. eine andere Einlaßkammer als eine entsprechende Anzahl gestaffelt zu betätigender Niederdruckkammer ausgeführt. Ventile verschließbar sind, wobei eine gemeinsame In den F i g. 1 und 2 der Zeichnung ist der Gegen-

Ventilbetätigungsvorrichtung vorgesehen ist, mittels stand der Erfindung an Hand eines besonders bevorwelcher die Ventile nacheinander einzeln geöffnet zugten Ausführungsbeispiels dargestellt, welches bzw. geschlossen werden können. io nachstehend einschließlich seiner Arbeitsweise im

Es ist oft zweckmäßig, dafür Sorge zu tragen, daß einzelnen näher beschrieben ist.

einer Turbine od.dgl. das sie antreibende Gas oder Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die erfin-

der Dampf aus mehr als einer Quelle zugeführt wird. dungsgemäße Ventilanordnung und das Turbinen-Dies gilt z. B. für die Antriebsturbine einer Kessel- gehäuse, und Speisepumpe für ein Dampfturbinenkraftwerk. Aus 15 Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild der Wärmebilanz wird ersichtlich, daß die Kessel- eines Dampfturbinen-Generator-Kraftwerkes mit einer speisepumpen-Turbine an die Dampfleitung hinter Turbine als Antrieb für die Kesselspeisepumpe, in der Hauptturbine angeschlossen sein sollte, um einen welche das in Fig. 1 dargestellte Ventilgehäuse einTeil des Dampfes zu nutzen, der zur Erzielung der gebaut ist.

maximalen Leistung in der Hauptturbine bereits ent- 20 Wie aus der F i g. 1 der Zeichnung hervorgeht, spannt wurde. Bei geringerer Beaufschlagung der bildet das Ventilgehäuse 1 einen Bestandteil des Hauptturbine jedoch wird aber dieser Druck zu Turbinengehäuses, und zwar dessen obere Hälfte 2, niedrig, um die Antriebsturbine für die Kesselspeise- welche an der unteren Gehäusehälfte 3 mittels BoI-pumpe ordnungsgemäß zu versorgen, so daß diese zen 4 befestigt ist. Die Wände des Ventilgehäuses 1 mit Dampf aus einer Quelle mit höherem Druck ver- 25 bzw. der oberen Hälfte des Turbinengehäuses 2 umsorgt werden muß. schließen eine Düsenkammer 5 mit den Seitenwänden Eine Lösung dieses Problems bestand bisher darin, 6, 7 und einer oberen Wand 8, welche das Innere Absperrventile im Rohrsystem anzubringen, um den des Ventilgehäuses 1 unterteilt und den oberen Teil Dampfeintritt von der Niederdruckdampfquelle zu von der Düsenkammer 5 trennt, trennen und ihn an eine Hochdruckdampf quelle an- 30 Die Düsenkammer 5 ist in an sich bekannter Weise zuschließen. Eine weitere Lösung bestand darin, durch eine Anzahl von Innentrennwänden 9, 10, 11, - am Dampfeintritt der Turbine ein besonderes 12 und 13 unterteilt, durch welche die Kanäle 14,15, Hochdruck-Steuerventilgehäuse anzubringen, dessen 16,17,18,19 gebildet sind. Jeder dieser Kanäle 14 bis Steuerventil und Absperrventil in der Zuleitung zu 19 steht mit je einer der bogenförmig gekrümmten einer besonderen Hochdruckdüse vor der ersten Stufe 35 Austrittsöffnungen 20 bis 25 in Verbindung, die mit der Turbinenschaufeln liegen. Die erste dieser Lösun- nicht dargestellten Eintrittsleitschaufeln ausgestattet gen hat den Nachteil, daß die in Betracht kommende sind; diese sind derart ausgebildet und angeordnet, Turbine einem Wärmestoß ausgesetzt ist, wenn die daß sie unter einem bestimmten Winkel Dampf gegen Absperrventile von einer Dampfquelle auf die andere die Laufschaufeln der ersten Stufe der Turbine umschalten; auch muß der Dampf mit dem höheren 40 strömen lassen. .

Druck etwas gedrosselt werden, woraus sich weitere Das Ventilgehäuse 1 besitzt gemäß der Erfindung

Verluste ergeben. zwei verschiedene Eintrittsöffnungen 26 und 27 für

Die zweite Lösung, die Anwendung eines beson- Dampf unterschiedlichen Druckes. Die Hochdruckderen kleinen Hochdruckventilgehäuses, ist relativ dampfeintrittsöffnungen 26 befindet sich in bezug auf aufwendig und weniger zweckdienlich, insbesondere 45 Fig. 1 auf der linken Seite des Gehäuses 1, die wenn die Turbine mit Hochdruckdampf beaufschlagt Niederdruckdampfeintrittsöffnung 27 auf der rechten wird, da die Läuferdrehzahl, Stufenanzahl und die Seite. Der Innenraum des Ventilgehäuses 1 ist durch Beschaufelung der Turbine für Niederdampfdruck- die Trennwand 29 in die beiden Kammern 30 und 31 betrieb berechnet sind. Demzufolge ist ihre Leistung unterteilt. In der .Hochdruckkammer 30 befinden beim Hochdruckdampfbetrieb auf Grund des all- 50 sich in der Ventilgehäusewand 8 die Dampfaustrittsgemein üblichen Anschlusses an die Höchstdruck- Öffnungen 32, 33, 34, die mit Ventilsitzen versehen dampf quelle nicht optimal, auch wenn ein besonderes sind*- -durch welche hindurch der Dampf aus der Hochdruckventilgehäuse vorgesehen ist. ..„.„.-Kammer 30 in die Kanäle 14, 15, 16 strömt. Dem-

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe entsprechend befinden sieh in der Niederdruckzugrunde, ein verbessertes Steuerventil zu schaffen, 55 kammer 31 in der Ventilgehäusewand 8 Dampfausdas z. B. eine Turbine automatisch mit Dampf aus, trittsöffnungen 35, 36, 37, durch welche hindurch der wenn erforderlich, mehr als einer Dampfquelle ver- Dampf in die Kanäle 17, 18, 19 aus der Kammer 31 sorgt. gelangt.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, eine Zur Steuerung des Dampfstromes zu den ÜberVentilsteuerung der eingangs genannten Art so aus- 60 Strömkanälen 32 bis 34 ist eine erste Gruppe von zubilden, daß erfindungsgemäß der Innenraum des Ventilen 38, 39, 40 vorgesehen, die durch die Ventil-Ventilgehäuses durch eine Trennwand in mindestens spindeln 44, 45, 46 geöffnet bzw. geschlossen werden zwei Einlaßkammern unterteilt ist. Insbesondere ist kann. Entsprechend werden die mit den Dampfauses vorteilhaft, wenn die Steuerventile mittels der ge- trittsöffnungen 35, 36, 37 zusammenwirkenden Venmeinsamen Ventilbetätigungsvorrichtung zuerst in 65 tile 41, 42, 43 durch Ventilspindeln 47, 48, 49 beder einen Einlaßkammer, dann in der nächsten be- tätigt.

tätigbar sind. Weiterhin wird die erfindungsgemäße Erfindungsgemäß befindet sich außerhalb des

Ventilsteuerung bevorzugt so ausgebildet, daß in der Ventilgehäuses 1 eine für alle Ventile gemeinsame

Betätigungsvorrichtung, mittels welcher die Ventile 38 bis 43 nacheinander geöffnet werden können, und zwar zuerst diejenigen in der Niederdruckkammer 31 auf der rechten Seite der Trennwand 29 und dann diejenigen in der Hochdruckkammer 30 auf der linken Seite dieser Trennwand 29. Es kann zwar auch jede andere übliche und geeignete Betätigungsvorrichtung verwendet werden, der einfachen Darstellung halber jedoch ist als Beispiel ein Hubbalken 50 vorgesehen, welcher mittels Hubstangen 51, 52 heb- und senkbar ist, wobei er nacheinander in unterschiedlicher Entfernung von dem Ventilgehäuse mit den jeweiligen Anschlägen 53 bis 58 an den Ventilspindeln 44 bis 49 der Ventile 38 bis 43 in Berührung kommt.

Wie sich aus der vorstehenden Darstellung „und der Zeichnung ergibt, wird der der Einlaßöffnung 27 zugeführte Niederdruckdampf der Turbine in dem Maße zugeführt, wie sich die Ventile 43, 42, 41 in dieser Reihenfolge nach und nach öffnen, sobald der Balken 50 angehoben wird. Bei weiterem Anheben des Balkens 50, in dem Maße, wie die Turbine mehr Dampf benötigt, werden auf der anderen Seite der Trennwand 29 in der Hochdruckkammer der Reihe nach die Ventile 40, 39, 38 geöffnet, um der Turbine Dampf höheren Drucks zuzuführen. Das Schließen der Ventile erfolgt in umgekehrter Reihenfolge wie das öffnen, so daß zuerst das Austreten des Hochdruckdampfes aus der Kammer 30, dann des Niederdruckdampfes aus der Kammer 31 verhindert wird.

F i g. 2 der Zeichnung zeigt eine Anwendungsmöglichkeit der verbesserten Mehrfachdruck-Steuereinrichtung bei einer Kesselspeisepumpen-Antriebsturbine; viele weitere Anwendungsmöglichkeiten sind unabhängig davon gegeben.

Ein Dampfturbinenkraftwerk enthält normalerweise eine Hochdruckturbine 59, eine Mitteldruckturbine 60 und eine Niederdruckturbine 61, die hintereinanderliegend angeordnet sind und gemeinsam den Generator 62 antreiben. Der Abdampf der Hochdruckturbine 59 wird, nachdem er diese verlassen hat, in dem Überhitzer 63 aufgeheitzt und nach der Entspannung in der Mitteldruckturbine 60 durch das Verbindungsrohr 64 der Niederdruckturbine 61 zugeführt. Vor dem Eintritt in den Überhitzer 63 steht der Dampf unter einem höheren Druck als im Verbindungsrohr 64, hinsichtlich des besten Gesamtwirkungsgrades der Anlage sollte jedoch die Antriebsturbine 65 für die Kesselspeisepumpe 66 von dem Niederdruckdampf aus dem Verbindungsrohr 64 angetrieben werden. Hierzu ist die Niederdruckdampfleitung 64 über die Verbindungsleitung 67 und das Absperrventil 68 mit der Eintrittsöffnung 27 und der Niederdruckkammer 31 des Ventilgehäuses 1 der Speisepumpen-Antriebsturbine 65 verbunden.

An die Verbindungsleitung zwischen der Hochdruckturbine 59 und dem Überhitzer 63 ist die zur Eintrittsöffnung 26 und zur Hochdruckkammer 30 führende Verbindungsleitung 69 angeschlossen, so daß ausreichend Dampf genügenden Drucks zum Antrieb der Speisepumpenturbine 65 zur Verfügung steht, und zwar auch dann, wenn die Hauptturbinenanlage mit geringer Belastung arbeitet. Die Trennwand 29 zwischen den beiden Dampfkammern 30 und 31 ist in F i g. 2 gestrichelt angedeutet.

In der nachfolgenden Beschreibung ist die Wirkungsweise der Ventilsteuerung gemäß der Erfindung näher erläutert. Bei normalem Vollastbetrieb wird die Kammer 31 der Ventilsteuerung für die Antriebsturbine der Kesselspeisepumpe mit Niederdruckdampf aus der Verbindungsleitung 64 versorgt; die Ventile 43, 42 und 41 werden nacheinander geöffnet oder geschlossen, um die Dampfmenge zu regeln und die erforderliche Leistung zu erbringen. Wenn bei zu geringer Belastung der Dampfdruck in der Niederdruckleitung 64 so weit gesunken ist, daß er nicht mehr dazu ausreicht, die Kesselspeisepumpen-Turbine richtig anzutreiben, so öffnet die gemeinsame Ventilbetätigungsvorrichtung 50 die Ventile in dem Maße, wie die Speisepumpenturbine mehr Energie benötigt. Hierzu werden die Ventile 38, 39, 40 nunmehr nacheinander geöffnet oder geschlossen, um eine optimale Leistung zu erzielen; dabei wird der Hochdruckdampf der Leitung 69 entnommen und der Turbine 65 zugeführt. Wenn diese keinen Hochdruckdampf mehr benötigt, wird mit dem Senken des Betätigungsbalkens 50 automatisch auf die alleinige Niederdruckdampfversorgung umgeschaltet.

Die dargestellte Anordnung kann vielfältig abgewandelt werden, ohne daß damit der Bereich des Erfindungsgedankens verlassen wird. Auch wenn in F i g. 1 die Trennwand 29 im Ventilgehäuse 1 dieses in zwei symmetrische Hälften teilt, so ist es nicht erforderlich, daß in den beiden Dampfkammern jeweils die gleiche Anzahl von Ventilen vorhanden ist oder daß die Trennwand 29 symmetrisch angeordnet ist oder daß nur sechs Ventile, wie z. B. dargestellt, verwendet werden. In jeder der beiden Kammern können gegebenenfalls noch zusätzliche Überlastventile vorgesehen sein, mittels welcher Dampf der Turbine erst hinter der ersten Stufe zugeführt wird. Verwendet man Ventile dieser Art, so kann die Speisepumpen-Antriebsturbine mit Dampf niedrigeren Drucks betrieben werden. Die Verwendung derartiger Überlastventile bringt zwar einen gewissen Leistungsverlust mit sich, was jedoch mitunter in Kauf genommen wird, um dadurch mit niedrigerem Eintrittsdruck arbeiten zu können. Bei der Ventilsteuerung kann jede zweckmäßige Anzahl von Steuerventilen in jeder Kammer vorgesehen sein.

Wenn nur beispielsweise sehr einfach gestaltetee Steuerventile dargestellt worden sind, so können die Steuerventile selbstverständlich auch mittels anderer Stellvorrichtungen, z. B. mittels Nockenscheiben od. dgl., betätigt werden.

Der Gegenstand der Erfindung ist somit keineswegs auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ventilsteuerung für die Regelung eines Gas-, insbesondere Dampfstromes zu einem Verbraucher, vorzugsweise zu einer Antriebsturbine, mit einem Ventilgehäuse, dessen Wand eine Vielzahl von Austrittsöffnungen aufweist, die durch eine entsprechende Anzahl gestaffelt zu betätigender Ventile verschließbar sind, wobei eine gemeinsame Ventilbetätigungsvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Ventile nacheinander einzeln geöffnet bzw.geschlossen werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Ventilgehäuses (1) durch eine Trennwand (29) in mindestens zwei Einlaßkammern (30, 31) unterteilt ist.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (38 bis 43) mittels der gemeinsamen Ventilbetätigungsvorrichtung (50) zuerst in der einen Einlaßkammer (30), dann in der nächsten (31) betätigbar sind.

3. Ventilsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand (8) jeder Einlaßkammer (30, 31) gleich viele Steuerventile (38 bis 40 bzw. 41 bis 43) vorgesehen sind.

4. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Einlaßkammer als Hochdruckkammer (30) und die bzw. eine andere Einlaßkammer als Niederdruckkammer (31) ausgeführt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen