DE1484378C3 - Wasserkraftanlage für eine Niederdruckturbine mit einem verschließbaren Leitapparat und einem der Turbine und dem Leitapparat zugeordneten Nebenauslaß mit einem Verschluß aus mehreren, vom Wasserdruck beaufschlagten Klappen, deren Verstellung in Abhängigkeit von der Steuerung des Leitrades der Turbine hydraulisch erfolgt - Google Patents
Wasserkraftanlage für eine Niederdruckturbine mit einem verschließbaren Leitapparat und einem der Turbine und dem Leitapparat zugeordneten Nebenauslaß mit einem Verschluß aus mehreren, vom Wasserdruck beaufschlagten Klappen, deren Verstellung in Abhängigkeit von der Steuerung des Leitrades der Turbine hydraulisch erfolgtInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftanlage für eine Niederdruckturbine mit einem verschließbaren
Leitapparat und einem der Turbine und deren Leitapparat zugeordneten Nebenauslaß, dessen Verschluß
aus mehreren aufeinanderfolgenden um jeweils eine vertikale Achse drehbaren Klappen besteht, auf die
der Wasserdruck im Öffnungssinne wirkt und die über gelenkige Verbindungen mit einem ihre Schließbewegung
bewirkenden Servomotor verbunden sind, dessen Bewegung gegenläufig zu derjenigen des die Schließ-
und öffnungsbewegung des Leitapparats der Turbine bewirkenden Servomotors verläuft.
Bei einer bekannten Niederdruckwasserkraftanlage ist für jede Turbinenleitung ein durch eine Klappe
verschließbarer Nebenauslaß vorgesehen. Auf die Klappe wirkt der Wasserdruck im Öffnungssinne. Die
Schließbewegung der Klappen erfolgt durch einen Servomotor. Das öffnen des Nebenauslasses verläuft
annähernd im gleichen Verhältnis wie das Schließen des Leitapparats. Insbesondere soll diese Steuerung so
ausgebildet sein, daß sie nur bei Kurzschluß im Leitungsnetz in Wirkung tritt, nicht jedoch bei den
normalen Regelvorgängen. Über den Aufbau der Steuerung ist nichts ausgesagt. Auch tritt der Nachteil
auf, daß die gesamte Energie des über den Nebenauslaß austretenden Wassers im Unterwasser wirksam wird.
Bei einer weiteren bekannten Wasserkraftanlage besteht der Verschluß für den Nebenauslaß der
Turbinen aus mehreren aufeinanderfolgenden Klappen, welche jeweils um eine vertikale Achse drehbar sind.
Auf sie wirkt der Wasserdruck im Öffnungssinne. Die Klappen sind mit einem ihre Schließbewegung bewirkenden
Servomotor verbunden, und zwar über Gelenke mit dessen Kolbenstange. Der für die Verstellung der
Klappen dienende Servomotor bewegt sich gegenläufig zu dem die Schließ- und öffnungsbewegung des
Leitapparats der Turbine bewirkenden Servomotors. Der Servomotor für die Verstellung der Klappen des
Nebenauslasses steht zu diesem Zweck in Verbindung mit dem Servomotor für die Verstellung des Leitapparats
der Turbine. Über die Art dieser Verbindung ist nichts ausgesagt. Auch hier tritt der Nachteil auf, daß die
gesamte Energie des über den Nebenauslaß austretenden Wassers im Unterwasser wirksam wird.
Es ist eine Turbinenregelanlage bekannt, bei welcher die das Schließen des Leitapparats bewirkende Seite
eines Servomotors in Verbindung steht mit der die Schließbewegung eines Verschlußorgans eines Nebenauslasses
bewirkenden Seite eines weiteren Servomotors. Hierbei bewirkt der auf dem Verschlußorgan
lastende Wasserdruck, daß öl vom Servomotor für das Verschlußorgan zum Servomotor für den Leitapparat
gedrückt wird. Die Verbindung zwischen den beiden Servomotoren erfolgt jedoch über ein Steuerventil, so
daß eine Zwangsläufigkeit der Schließ- und Öffnungsbewegungen nicht gewährleistet ist. Auch ist nicht
gewährleistet, daß bei einer Öffnungsbewegung des Leitapparats das Verschlußorgan des Nebenauslasses
hierbei zwangsläufig eine Schließbewegung ausführt.
Es besteht die Aufgabe, daß bei geöffnetem Nebenauslaß die Energie des dort austretenden
Wassers weitgehend vernichtet wird und daß eine zwangsläufige Verbindung zwischen den Schließ- ,und
Öffnungsbewegungen des Servomotors des Leitapparats und demjenigen für die Klappen besteht, wobei als
zusätzliches Sicherheitsmerkmal gewährleistet sein soll, daß bei einem Ausfall der Ölversorgung in der
hydraulischen Regelanlage zwangsläufig ein Schließen des Leitapparats und ein Öffnen der Klappen erfolgen
soll.
Bei einer Wasserkraftanlage der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe durch die Merkmale des
Anspruches 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
Durch die Anordnung der Klappen in zwei in ihrer Öffnungsrichtung sich kreuzenden Gruppen ist gewährleistet,
daß das bei der jeweiligen Gruppe austretende Wasser sich mit dem Wasser der anderen Gruppe
kreuzt, und auf diese Weise die Energie des Wassers vernichtet wird.
Durch die Art der Gelenkverbindungen zwischen den Klappen und der Regulierstange wird sichergestellt, daß
bei einer durch den Wasserdruck bewirkten öffnungsbewegung der Klappen öl aus dem Zylinderraum des
Kolbenzylinderaggregats gedrückt wird. Die direkte Verbindung zwischen dem die Schließbewegung der
Klappen bewirkenden Kolbenzylinderaggregat und der die Schließbewegung des Leitapparats bewirkenden
Seite des anderen Hydraulikmotors ist sichergestellt, daß bei einem Öffnen bzw. Schließen des Leitapparats
die Klappen zwangsläufig geschlossen bzw. geöffnet werden. Bei einem Ausfall der Ölversorgung in der
hydraulischen Regelanlage führt dabei die Öffnungsbewegung der Klappen zu einem zwangsläufigen Schließen
des Leitapparats.
Ein Ausführungsbeispiel der Wasserkraftanlage ge- ίο
maß der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung des Verschlusses des Nebenauslasses der Turbine des Leitapparats
und der Hydraulik bei einer Niederdruckturbine,
F i g. 2 eine schematische Darstellung der Anlage gemäß F i g. 1 im Aufriß,
F i g. 3 eine schematische Darstellung bezüglich der Anordnung des Nebenauslasses und dessen Verschlusses
der Schütze im Druckrohr, welches an den Eingang in die Turbinenspirale angeschlossen ist.
Der Verschluß 1 des Nebenauslasses nach F i g. 1 ist aus Klappen 2 zusammengesetzt, welche um Achsen 3
drehbar und im Gestell 4 der Schütze gelagert sind.
Jede Klappe 2 weist in Gelenken 5 miteinander verbundene, einen Kniehebel 5', 5" bildende Lenker auf,
wozu jeweils das eine Ende des Lenkers 5" fest mit der Klappe 2 bzw. mit ihrer Drehachse 3 verbunden ist. Das
eine Ende des Lenkers 5' ist dagegen mit einer Regulierstange 6 verbunden. Die Regulierstange 6 ist
fest verbunden mit den Kolben 7 von Hydraulikmotoren 8. Der bereits beschriebene Aufbau der Klappen 2
ermöglicht es, daß beim Bewegen der Kolben 7 der Hydraulikmotoren 8 alle Klappen 2 sich um ein und
denselben Winkel drehen. Dabei sind die Klappen 2 in zwei Gruppen so angeordnet, daß alle Klappen einer
Gruppe sich in der Richtung des Pfeiles A und alle Klappen der anderen Gruppe sich in der entgegengesetzten
Richtung, d. h. in der Richtung des Pfeiles B, drehen. Eine solche Anordnung der Klappen ergibt, daß
bei offenen oder teilweise offenen Klappen die Richtung des austretenden Wassers sich kreuzt und daß diese
Richtungen entgegengesetzt der Richtungen der Öffnungsbewegungen sind, d. h. die Wasserstrahlen treten
in den Richtungen der Pfeile Λ'und ß'aus. Dies hat zur
Folge, daß die Energie des Wassers vernichtet wird.
Die Schaufelform und die Anordnung der Klappen 2 sowie die Lage der Drehachsen 3 ermöglichen es, daß
der hydraulische Druck des Wassers ein genügendes Drehmoment auf die Klappen 2 ausübt, und zwar in
Richtung des vollkommenen öffnens des Verschlusses 1 bei einem gleichzeitigen und zwangsläufigen Schließen
des Turbinenleitrades 13. Die Drehachsen 3 liegen also in der zulaufseitigen Hälfte der Klappen 2.
Das Schließen des Verschlusses 1 erfolgt mit Hilfe des Öldrucks, wobei das Öl dem Zylinderraum 8' eines
Kolbenzylinderaggregates 8 zugeführt wird und damit dem vom Wasserdruck hervorgerufenen Drehmoment
entgegenwirkt. Zum Blockieren der Klappen des Verschlusses 1 in der offenen oder geschlossenen Lage
sind Blockelemente 9 vorgesehen, welche in entsprechende Einschnitte 9' der Regulierstange 6 eingreifen.
Zwischen den Zylinderräumen der Kolbenzylinderaggregate 8 und den Servomotoren 11 des Turbinenleitrades
13, deren Laufrad an der Achse 15 angeordnet ist, besteht eine Verbindungsleitung 10; daneben besteht
eine Verbindungsleitung 16, mit deren Hilfe die Verbindungsleitung 10 mit der Hydraulikpumpe 17
verbunden ist. In der Verbindungsleitung 16 ist ein Drosselelement 18 vorgesehen und parallel hierzu ein
Rückschlagventil 19 angeordnet, womit eine Kurzverbindung zwischen den beiden Verbindungsleitungen 10
und 16 geschaffen wird. An die Verbindungsleitung 16 sind ein Sicherheitsventil 20, ein Druckschalter 21 und
ein Kolbenschieber 22 angeschlossen. Der Kolbenschieber 22 ist einerseits durch die Leitung 23 mit den
Zylindern der Servomotoren 11 des Turbinenleitrades 13 verbunden und andererseits durch die Leitung 24 mit
dem ölbehälter 25. Der Kolbenschieber 22 wird von einem Steuerorgan 26 betätigt. Das Steuerorgan 26
führt die Befehle des nicht dargestellten Turbinenregulators durch, welche sich auf verschiedene Betriebsverhältnisse
der Turbine beziehen, wobei der Kolbenschieber 22 von der in F i g. 1 gezeigten Lage nach oben oder
nach unten bewegt wird. Hierdurch wird ein entsprechender öldurchfluß und damit eine entsprechende
Stellung des Turbinen-Leitrades 13 erreicht.
Ferner sind Blockelemente 27 vorgesehen, um das Turbinenleitrad 13 in geschlossener Lage zu blockieren.
Die Blockelemente 9 der Schütze 1 und die Blockelemente 27 des Turbinenleitrades 13 sind auch in den
Fällen nötig, wenn die Turbine 14 nicht in Betrieb ist, um das Turbinenleitrad 13 und die Schütze 1 in geschlossener
Lage blockieren zu können.
F i g. 2 zeigt den nach F i g. 1 beschriebenen Verschluß
1, die am Ende des Rohres 29' eingebaut ist, welches am anderen Ende und koaxial mit dem
Zuleitungsrohr 29 an die Spirale 28 der Turbine 14 angeschlossen ist. Das Saugrohr 30 ist hierbei in üblicher
Weise ausgebildet.
In F i g. 3 ist eine weitere Anordnung der beschriebenen Schütze dargestellt, wobei die Schütze 1 in das
Zuleitungsrohr 29 zur Spirale 28 der Turbine eingebaut ist.
Das gleichzeitige öffnen des Verschlusses 1 und das Schließen der Turbine 14 ermöglichen, daß die gesamte
Durchflußmenge im Durchflußsystem dieselbe bleibt, wodurch Wallungen vermieden werden.
Die einzelnen Betriebszustände werden nachstehend näher erläutert. Im Betriebszustand, der in weiterer
Beschreibung als Betriebszustand A bezeichnet wird, bewirkt beim Öffnen des Turbinenleitrades 13 das!
Steuerorgan 26, das die Befehle des nicht dargestellten Turbinenregulators durchführt, eine Bewegung des
Kolbenschiebers 22 von der mittleren Lage nach unten. Damit wird der Zufluß des Drucköles über die Leitung
23 in die Räume 11' der Servomotoren 11 des Turbinenleitrades 13 frei. Das öl aus dem Behälter 25
wird hierbei von der Pumpe 17 angesaugt und durch die Leitung 16, den Kolbenschieber 22 und die Leitung 23 in
die Räume 11' der Servomotoren 11 des Turbinenleitrades
13 zugeführt. Da die Flächen 12' der Kolben 12 der Servomotoren 11 vorzugsweise das Doppelte der
Flächen 12" der Kolben in denselben Servomotoren sind, wird mit dem Drucköl auf die Fläche 12' der
Kolben genügende Kraft ausgeübt, um die Kolben 12 in der Richtung des öffnens des Leitrades bewegen zu
können, d. h. in der dem Pfeil C entgegengesetzten Richtung. Als Folge von dieser Bewegung der Kolben
12 in der dem Pfeil C entgegengesetzten Richtung wird das öl aus den Räumen 11" der Servomotoren 11
ausgetrieben, und zwar durch die Verbindungsleitung 10, das Drosselelement 18, das Rückschlagventil 19, über
den Kolbenschieber 22 und die Leitung 23 in die Räume 11' der Servomotoren 11. Das Rückschlagventil 19 hat
die Rolle, das Austreiben des Öles aus den Räumen 11"
in die Räume 11' der Servomotoren 11 zu beschleunigen
und damit ein rascheres öffnen des Turbinenleitrades 13 zu gewährleisten, als wenn das Öl nur durch das
Drosselelement 18 durchgetrieben würde. Die Geschwindigkeit des öffnens des Turbinenleitrades 13
wird durch die Größe der Bewegung des Kolbenschiebers 22 aus der gezeigten mittleren Lage nach unten
bestimmt. Das Aufhören des öffnens des Turbinenleitrades 13 wird bewirkt, wenn der Kolbenschieber 22
wieder nach oben bewegt wird und damit der ölzufluß aus der Leitung 16 abgesperrt wird, oder wenn schon
vorher die Kolben 12 der Servomotoren die Endlage, die der offenen Lage des Turbinenleitrades entspricht,
erreicht haben.
Während des beschriebenen Öffnens des Turbinenleitrades öffnet sich die Schütze nicht, weil der Öldruck
in den Räumen 8' der Kolbenzylinderaggregate 8 sich nicht vermindert hat. Es hat sich bloß der Durchfluß
durch die Turbine vergrößert und damit auch der Durchfluß in dem gesamten Durchflußsystem der
Turbine 14. Da aber die Geschwindigkeit des Öffnens des Turbinenleitrades 13 willkürlich angestellt werden
kann, besteht keine Gefahr, daß dadurch Wallungen in dem System verursacht werden könnten.
Der Beharrungszustand der Turbine 14, d. h. der Zustand, der im folgenden mit B bezeichnet wird, in dem
die öffnung des Turbinenleitrades 13 konstant ist, ist in F i g. 1 gezeigt. Bei diesem Zustand ist der Kolbenschieber
22 in der mittleren Lage, d. h. er schließt die Leitungen 16 und 23 gegeneinander ab. Die Pumpe 17
saugt das öl vom Behälter 25 und drückt es in das Ölsystem. Da bei diesem Zustand das ganze System
geschlossen ist und nur die Durchlässigkeit durch Spalten besteht, wird das öl von der Pumpe 17 über das
Sicherheitsventil 20 fließen, dessen Einstellung das Durchlassen des Öles zurück in den Behälter 25
ermöglicht, wenn der Maximalöldruck erreicht wird. Das Sicherheitsventil 20 sorgt also für das Aufrechterhalten
des Betriebsdruckes des Drucköles in der gesamten Öldruckanlage. Da auch beim Beharrungszustand
B kein Druckabfall in den Räumen 8' der Hydraulikmotoren 8 aufgetreten ist, öffnete die Schütze
1 nicht. Deswegen sind keine Änderungen in dem Durchfluß und auch keine Wallungserscheinungen
aufgetreten.
Das langsame Schließen der Turbine 14 wird als Betriebszustand Cbezeichnet.
bezeichnet.
bezeichnet.
Unter dem langsamen Schließen der Turbine 14 ist in dieser Beschreibung das Schließen zu verstehen, bei
dem keine schädlichen Wallungen in dem Durchflußsystem auftreten und bei dem das öffnen des Verschlusses
1 nicht nötig ist. Beim langsamen Schließen der Turbine 14 geschieht folgendes:
Das Steuerorgan 26 hebt den Kolbenschieber 22 von der mittleren Lage nach oben und öffnet den ölaustritt
aus den Räumen 11' der Servomotoren 11 durch die
Leitung 23, den Kolbenschieber 22 und die Leitung 24 in den Behälter 25. Dabei wird das öl aus dem Behälter 25
mit der Pumpe 17 gesaugt und durch die Leitung 16, das Drosselelement 18 und durch die Leitungen 10 in die
Räume 11" der Servomotoren 11 des Turbinenleitrades
13 gedrückt. Deswegen beginnt das Leitrad 13 zu schließen, weil die Kolben 12 sich in der Richtung des
Pfeiles Czu bewegen beginnen. Das langsame Schließen wird erreicht, weil der Kolbenschieber sich nur für einen
kleinen Weg hebt. Dabei wird eine derart kleine Ölmenge aus den Räumen 11' der Servomotoren 11
ausgelassen, daß mit dem Öl, das durch das Drosselelement 18 in die Räume 8' der Kolbenzylinderaggregate 8
geleitet wird, noch immer für das Beibehalten des geschlossenen Zustandes der Schütze ein genügender
Öldruck herrscht. Das durch das Drosselelement 18 und die Verbindungsleitungen 10 in die Räume 11" der
Servomotoren 11 zugeführte öl übt eine solche Kraft auf die Fläche 12" der Kolben 12 der Servomotoren 11
aus, daß sie genügt, um die Kolben 12 in der Richtung des Pfeiles C zu bewegen. Das Turbinenleitrad 13
beginnt zu schließen.
Der Überschuß des von der Pumpe 17 geförderten Öles, dessen Menge nicht durch das Drosselelement 18
hindurchfließt, wird mittels des Sicherheitsventils 20 in den Behälter 25 eingelassen, wenn ein höherer Druck als
der Maximalbetriebsdruck auftritt. Bei langsamem Schließen des Turbinenleitrades 13 wird " also die
Wasserdurchflußmenge durch das Turbinenleitrad 13 langsam vermindert, was keine Wallungen verursachen
kann. Deswegen wird die Schütze 1 nicht geöffnet.
Das rasche Schließen des Turbinenleitrads 13, z. B. bei raschen Entlastungen der Turbine 14, könnte eine
rasche Verminderung des Durchflusses in dem Durchflußsystem verursachen und dadurch das Entstehen von
Wallungen. Im Falle des raschen Schließens der Turbine 14, welcher Zustand mit D bezeichnet wird, vermeidet
die Schütze das Entstehen der Wallungen, und zwar auf folgende Weise:
Das Steuerorgan 26 hebt den Kolbenschieber 22 für einen größeren Weg als in dem Falle des langsamen
Schließens. Damit wird der Ölaustritt aus den Räumen 11' der Servomotoren 11 durch die Leitung 23 und den
Kolbenschieber 22 und durch die Leitung 24 in den Behälter 25 geöffnet. Dabei saugt die Pumpe 17 das Öl
aus dem Behälter 25 und drückt es durch die Leitungen 16, das Drosselelement 18 und die Leitung 10 in die
Räume 11" der Servomotoren 11.
Gleichzeitig mit dem Heben des Kolbenschiebers 22 mittels des Steuerorgans 26 mit einem längeren Weg als
für das langsame Schließen des Turbinenleitrads 13 nötig ist, findet folgendes statt:
Die Ölmenge, die durch das Drosselelement 18 und die Leitungen 10 in die Räume 11" der Servomotoren 11
zufließt, ist zu gering, um rasch die Räume 11" ausfüllen·;
zu können und damit rasch das Öl aus den Räumen IJ' der Servomotoren 11 austreiben zu können, dadurch
aber auch das rasche Schließen des Turbinenleitrades 13 zu verursachen. Die Verhältnisse der Geschwindigkeiten
zwischen dem Austreiben des Öles aus den Räumen 11' der Servomotoren 11 und der öffnung des Austrittes
für dieses öl in dem Kolbenschieber 22 in der Richtung des Behälters 25 sind so ausgewählt, daß der Öldruck in
den Räumen W absinkt, wodurch ein Absinken des Öldruckes in den Leitungen 10 und in den Räumen 8' der
Hydraulikmotoren 8 der Schütze 1 verursacht wird.
Sofort mit dem Anheben bzw. mit entsprechender Bewegung des Kolbenschiebers 22 für den längeren
Weg als nötig ist für das langsame Schließen des Turbinenleitrads 13, sinkt der Öldruck in den Räumen 8'
der Kolbenzylinderaggregate 8, in den Räumen 11' der Servomotoren 11 und in den Verbindungsleitungen 10.
Gleichzeitig mit diesen Erscheinungen beginnen die Klappen 2 des Verschlusses 1 zu öffnen. Das öffnen des
Verschlusses 1 wird durch den Wasserdruck auf die Klappen 2 ermöglicht, weil das Wasser ständig versucht,
die Klappen zu öffnen. Infolge der Wirkung des Wasserdruckes auf die Klappen 2 wird ein Drehmoment
gebildet. Die Klappen 2 drehen sich um die Drehachsen
3. Zusammen mit den Klappen 2 drehen sich auch die Lenker 5", die fest mit den Drehachsen 3 verbunden
sind. Das Drehen der Lenker 5" hat die Bewegungen der Lenker 5' zur Folge, weil diese mit einem Ende ein
gemeinsames Gelenk 5 mit den Lenkern 5" haben, mit dem freien Ende aber fest mit der Regulierstange 6
verbunden sind. Die Lenker 5' bewegen deshalb die Regulierstange 6 und die Regulierstange 6 ihrerseits die
Kolben 7 der Kolbenzylinderaggregate 8 in der Richtung des Pfeiles D. Damit wird aber das öl aus den
Zylinderräumen 8' der Kolbenzylinderaggregate 8 ausgetrieben. Das ausgetriebene öl kann nur in die
Räume 11" der Servomotoren 11 des Turbinenleitrades 13 strömen. Es ist klar zu ersehen, daß das
Turbinenleitrad 13 mit der durch das Drosseielement 18 zugeführten ölmenge und mit dem aus den Zylinderräumen
8' des Verschlusses 1 ausgetriebenen Öl schließt. Die Geschwindigkeit des Schließens des Turbinenleitrades
13 ist mit dem Wege des Hebens des Kolbenschiebers 22 aus der in F i g. 1 gezeigten mittleren Lage
begrenzt. Die durch das Drosselelement 18 zufließende ölmenge ist minimal im Verhältnis zu der ölmenge, die
» aus den Räumen 8' der Hydraulikmotoren 8 in die ' Räume 11" der Servomotoren 11 des Turbinenleitrades
13 ausgetrieben wird.
Deswegen hat der Ölzufluß durch das Drosselelement 18 einen minimalen Einfluß auf die Geschwindigkeit des
Schließens des Turbinenleitrades 13 im Verhältnis mit dem Einfluß des ölzuflusses aus den Räumen 8' der
Kolbenzylinderaggregate 8. Hieraus folgt, daß man mit dem öl aus den Zylinderräumen 8' der Kolbenzylinderaggregate
8 rasch das Turbinenleitrad 13 schließen kann. Die Bedingung, daß das Turbinenleitrad 13
schließt mit dem öl aus den Zylinderräumen 8' der Kolbenzylinderaggregate 8, ist damit erfüllt, daß das
ölvolumen, welches aus diesen Räumen ausgetrieben wird, größer ist als das Volumen der Räume 11" der
Servomotoren 11 des Trubinenleitrades 13. Die Größe der Zylinderräume 8' ist mit Rücksicht auf den Fall, daß
mit dem Verschluß 1 das Schließen des Turbinenleitrades 13 ermöglicht werden soll, obwohl ein nicht
genügender Öldruck durch das Drosselelement 18 vorhanden wäre, bemessen.
Daneben muß die aus den Zylinderräumen 8' * ausgetriebene ölmenge das öffnen des Verschlusses 1
um einen solchen Winkel ermöglichen, daß die Durchflußmenge durch den Verschluß 1 für das gleiche
Ausmaß vergrößert wird, wie gleichzeitig die Durchflußmenge durch das Turbinenleitrad 13 vermindert
wurde. Es ist klar, daß beim raschen Schließen, das ist bei dem mit D bezeichneten Betriebszustand, die Wasserdurchflußmenge
in dem Durchflußsystem nicht vermindert wird, weil eine gleiche Verminderung des
Wasserdurchflusses durch das Turbinenleitrad 13 gleichzeitig mit der Vergrößerung des Wasserdurchflusses
durch die Schütze 1 kompensiert wird. Deswegen tritt keine Verminderung des Durchflusses in dem
Durchflußsystem auf. Daneben wurde das Schließen der Turbine 14 nur teilweise durchgeführt. Das Schließen
dauerte so lange, bis mit dem Kolbenschieber 22 der Ölausfluß aus den Räumen 11' der Servomotoren 11
abgesperrt wird. In dem Moment, in dem der Ausfluß aus den Räumen 11' der Servomotoren 11 gesperrt wird
und der Kolbenschieber 22 in die mittlere Lage gelangt, besteht keine Möglichkeit mehr, das öl aus den Räumen
11' der Servomotoren 11 des Turbinenleitrades 13 und
aus den Zylinderräumen 8' der Kolbenzylinderaggregate 8 auszutreiben. Deswegen hört das Schließen der
Turbine 14 und das öffnen der Schütze 1 auf. Dadurch, daß durch das Drosselelement 18 Drucköl fließt, beginnt
die Schütze 1 zu schließen.
Aus der vorliegenden Beschreibung ist es ersichtlich, daß der Zeitpunkt, in dem der Verschluß 1 sich öffnen
soll, willkürlich festgelegt werden kann, und zwar damit, daß der Querschnitt des Drosselelements 18 geändert
wird. Mit der Verminderung des Querschnitts des
ίο Drosselelements 18 wird die Schütze 1 bei langsamerer
Verminderung der Wasserdurchflußmenge durch die Turbine 14 öffnen. Die Empfindlichkeit des Verschlusses
wird größer sein. Mit der Vergrößerung des Querschnitts des Drosselelements 18 wird der Verschluß 1
bei schnellerer Verminderung der Wasserdurchflußmenge durch die Turbine 14 öffnen. Seine Empfindlichkeit
wird kleiner sein.
Der nächste Betriebszustand, kurz mit E bezeichnet, bedeutet das Öffnen der Turbine 14, gleich nachdem das
teilweise Schließen aufgehört hat. In diesem Betriebszustand kommt es zu einem dem vorher beschriebenen
Betriebszustand A analogen Verlauf. Der einzige Unterschied liegt darin, daß das Öl aus den Räumen 11"
der Servomotoren 11 des Turbinenleitrades 13 nicht durch das Rückschlagventil 19, sondern in die Räume 8'
der Kolbenzylinderaggregate 8 ausgetrieben wird. Damit wird erreicht, daß mit dem aus den Räumen 11"
ausgetriebenen Öl die Schütze 1 schließt, gleichzeitig aber das Turbinenleitrad 13 öffnet. Damit wird auch ein
rasches Schließen der Schütze 1 ohne Änderungen des Wasserdurchflusses in dem Durchflußsystem erreicht.
Erst nach dem vollkommenen Schließen der Schütze 1 wird das öl aus den Räumen 11" durch das
Drosselelement 18 und Rückschlagventil 19 beim
öffnen der Turbine 14 durchgetrieben.
Ein sehr wichtiger Betriebszustand tritt ein, wenn das Turbinenleitrad 13 rasch und vollkommen schließt,
während die Schütze 1 gleichzeitig vollkommen geöffnet ist. Dieser Betriebszustand wird mit F
bezeichnet. In diesem Falle, wo das Turbinenleitrad 13 geschlossen bleibt, die Schütze 1 aber geöffnet ist, wird
das Schließen der Schütze 1 mit dem Drucköl erreicht, welches aus dem Behälter 25 mit der Pumpe 17 durch
die Leitung 16, das Drosselelement 18 und die Leitungen ' 10 in die Zylinderräume 8' der Kolbenzylinderaggregate'
8 gefördert wird. In dem Falle muß das Drosselelement 18 einen solchen Querschnitt aufweisen, daß das
Schließen des Verschlusses 1 mit entsprechender Geschwindigkeit durchgeführt wird, so daß keine
Wallungen auftreten.
In dem Falle, daß die Pumpe 17 keinen genügenden Öldruck aufweist, was mittels des Druckschalters 21
festgestellt wird, wird mittels des Druckschalters 21 das rasche Schließen der Turbine 14 und damit das rasche
öffnen des Verschlusses 1 bewerkstelligt. Das rasche Schließen wird seitens des Druckschalters 21 auf diese
Weise aktiviert, daß ein Signal dem Turbinenregulator bzw. dem Steuerorgan 26 für rasches Schließen gegeben
wird. Die Blockelemente 27, nachdem das Schließen der Turbine 14 beendet ist, blockieren das Turbinenleitrad
13.
Die Blockierelemente 9, die in die Einschnitte 9' der
Regulierstange 6 eingreifen, dienen zur Blockierung des Verschlusses 1 zur Zeit, wenn das Turbinenleitrad 13
blockiert und der Verschluß 1 geschlossen ist und außerdem gewünscht wird, die Pumpe 17 auszuschalten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
609 551/150
Claims (4)
1. Wasserkraftanlage für eine Niederdruckturbine mit einem verschließbaren Leitapparat und einem
der Turbine und deren Leitapparat zugeordneten Nebenauslaß, dessen Verschluß aus mehreren
aufeinanderfolgenden um jeweils eine vertikale Achse drehbaren Klappen besteht, auf die der
Wasserdruck im Öffnungssinne wirkt und die über gelenkige Verbindungen mit einem ihre Schließbewegung
bewirkenden Servomotor verbunden sind, dessen Bewegung gegenläufig zu derjenigen des die
Schließ- und Öffnungsbewegung des Leitapparats der Turbine bewirkenden Servomotors verläuft,
dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (2) in zwei in ihren Öffnungsrichtungen sich
kreuzenden Gruppen mit jeweils gegenläufigem Drehsinn und mit ihren Drehachsen (3) im Grundriß
auf einer Geraden angeordnet sind, die Klappen (2) jeweils über einen Kniehebel (5', 5") mit einer
Regulierstange (6) verbunden sind, wobei der eine Lenker (5") des Kniehebels (5', 5") an der
Klappendrehachse (3) drehfest und der andere Lenker (5') an der Regulierstange (6) gelenkig
angelenkt ist und daß die Regulierstange (6) mit einem einseitig beaufschlagbaren Kolbenzylinderaggregat
(8) verbunden ist, das als Servomotor für die Klappen dient und dessen Zylinderraum (8') über
eine Verbindungsleitung (10) in direkter Verbindung steht mit der die Schließbewegung des Leitapparats
(13) der Turbine bewirkenden Zylinderseite (H") des Servomotors (11) für die Verstellung des Leitapparats
(13). ;
2. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende der Regulierstange
(6) ein Kolbenzylinderaggregat (8) angeordnet ist.
3. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (2) in der
Draufsicht jeweils die Form einer Schaufel aufweisen.
4. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierstange (6) zwei
Einschnitte (9') aufweist, in welche in geöffneter bzw. geschlossener Stellung der Klappen (2) ein Blockierelement
(9) eingreift.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
YU37263 | 1963-03-29 | ||
DET0025918 | 1964-03-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1484378C3 true DE1484378C3 (de) | 1977-08-11 |
Family
ID=
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