DE2022397B2

DE2022397B2 - Abfangeinrichtung für Öampfturbinen

Info

Publication number: DE2022397B2
Application number: DE19702022397
Authority: DE
Inventors: Rolf Reifenberg; Helmut Schaper
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1970-05-08
Filing date: 1970-05-08
Publication date: 1974-01-17
Also published as: JPS5013407B1; NL7106076A; NL170882B; CH523421A; NL170882C; DE2022397A1; FR2091373A5; DE2022397C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfangeinrichtung für Dampfturbinen, die mit Regel- und Schnellschlußventilen zur Beeinflussung des Arbeitsniittelstromes versehen sind, wobei die Regelventile bei Lastabsenkung und die Schnellschlußventile erst bei Überschreiten einer Auslösedrehzahl oder bei Versagen der Regelventile schließen.

Eine derartige Abfangeinrichtung ist in dem älteren Patent 1751631 bereits vorgeschlagen. Dabei wird zur Vermeidung einer gefährlichen Drehzahlerhöhung eine vorzeitige Schnellschlußauslösung dann durchgeführt, wenn bei einer bestimmten Überdrehzahl von z.B. 6% die Regelventile nicht ordnungsgemäßgeschlossen haben. Die Stellung der Regelventile wird dabei durch Endschalter direkt ermittelt. Eine vorzeitige Schnellauslösung, die allein von der Anzeige der Stellung der Regelventile abhängt, kann jedoch beispielsweise dann versagen, wenn ein Fehler im Bereich der Trennstellen für das Arbeitsmittel auftritt, der von dieser Anzeigevorrichtung nicht erfaßt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein anderes Kriterium für die Anzeige des ordnungsgemäßen Arbeitens der Regelventile zu finden, mit dem alle denkbaren Fehler erfaßt werden können, ohne daß beispielsweise die Ventilstellung direkt abgefragt werden muß.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Abfangeinrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Lastabsenkung an Druckmeßstellen hinter den Regelventilen der zeitabhängige Verlauf des Drucks des Arbeitsmittels meßbar und mit einem nach Erreichen einer vorgegebenen Betriebsgröße vorgeschriebenen Druckgrenzwert vergleichbar ist, wobei bei Überschreiten des vorgeschriebenen Druckgrenzwertes die Schnellschlußventile schließen, dabei kann die vorgeschriebene Betriebsgröße ein Überdrehzahlwert sein, der jedoch kleiner als die Auslösedrehzahl der Schnellschlußventile ist. Es ist aber auch möglich, als vorge-

S schriebene Betriebsgröße eine von der Lastabsenkung abhängige Zeitspanne zu wählen.

Durch diese Ermittlung des Druckwertes hinter den Regelventilen kann somit auf einfache und sichere Weise stets die Funktionsfähigkeit bzw. das ordnungs-

gemäße Schließen der Regelventile bei einem Lastabwurf überwacht werden.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Anlagenschaltbild für ein Blockkraftwerk mit DruckmfiSstellen und einer Vergleichseinrichtung mit einem Überdrehzahlwert,

Fig. la im Detail eine hydraulisch arbeitende Auslösevorrichtung für das in Fig. 1 angegebene

so Prinzip,

Fig. 2 ein Anlagenschaltbild eines Blockkraftwerkes mit Druckmeßstellen und einer zeitabhängigen Schnellschlußauslösung, und

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild für ein

»5 weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Vorrichtung zur Zusatzschnellschluß-Auslösung, die einen Druckgradienten und eine Grenzwertkurve auswertet.

Nach dem Anlagenschaltbild in Fig. 1 strömt der Dampf vom Kessel K mit dem nachgeschalteten

Überhitzer Ü über die Schnellschlußventile Sl und die Regelventile Al in den Hochdruckteil 1 der Dampfturbine Γ und von hier über den Zwischenüberhitzer ZU und die Niederdruckstufen 2 in den Kondensator Ko. Die Regelventile Al werden dabei in herkömmlicher Weise über die Signalleitung rl von dem Drehzahlregler Re angesteuert. Die Schnellschlußventile Sl werden über eine Schnellschlußeinrichtung SS von einem mechanischen Drehzahlwächter DW angesteuert und bei Erreichen einer

vorgegebenen Schnellschlußdrehzahl von etwa 10 bis 15% überdrehzahl geschlossen.

Bei der dargestellten Dampfturbine T besteht nun das Problem, diese im Falle eines Lastabwurfes, wenn der Generatorschalter 7 geöffnet hat, schnell genug abfangen zu können, falls die Regelventile Rl nicht ordnungsgemäß schließen. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei Lastabsenkung an Druckmeßstellen 10 hinter den Regelventilen Rl der zeitabhängige Verlauf des Druckes des Arbeitsmittels gemessen wird. Diese Meßwerte werden in einem Signalauswerter 11 mit einem Grenzwert f_K einer mit Beginn des Abfangvorganges stetig wachsenden Funktion zugleitet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieser Grenzwert vom Drehzahlregler Re oder einem Drehzahlwächter abgeleitet, wobei dieser Grenzwert einer Überdrehzahl von etwa 6% entspricht. Der Signalauswerter 11 arbeitet nun so, daß abhängig davon, ob bei Erreichen des Grenzwertes f_K der Druckgrenzwert noch nicht oder bereits unterschritten ist, ein vorzeitiger Schließbefehl entweder den Schnellschlußventilen Sl über die Signalleitung rl zugeleitet oder dieser Schließbefehl unterdrückt wird. Das Signai wird im Signalauswerter 11 dann durchgeleitet und führt zur Schnellschlußauslösung der Schnellschlußventile Sl, wenn zur gleichen Zeit der Druck des Arbeitsmittels hinter den Stellorganen der Regelventile Al an der Druckmeßstelle 10 den eingestellten Grenzwert noch nicht unter-

3 - t ηίρςββ Gerät führt nach

rators G angeschlossen ^is^_c ^s _hnellschluß_auslösung

schritten hat. c-^αΐο.« der eingestellten i&n i₂j diesem Zeit-

Die gerätetechnische Ausfuhrung ^f ³^ _durch den ^^^fZ^S^ Rl den ein-

werters 11 des Ausf uhrungsbeispiels nach F i&l »t _{der Dmck hinter} demRege ^ _{hritten hal}.

im Prinzip in Fig. la dargestelh. Diese Emnchtun^ P£ _Grenzwert noch «gaunter^ ^

setzt sich zusammen aus einem^₌adu<r 13 ei ^ _ätete_Chmsch^'/^wotLi lediglich der

der Druck noner ais uci uiu^«m . _1? —, —-.-,„. „' <_t\ _ei_ne Auslosung ^. .-_n(M1

Verblockungsgerät 12 Durchgang fur das Signalol. ^'„^η eines vorgegebenen

Das/SJgJiI 14 dagegen hat keinen Durchgang, JJJ^fJ, _Druckgradientenkurve ρ (f) und der

wächter 13 durch den in der Drucksignalleitung rS gang ^j ocs ».w·..^.

ebenfalls fallenden Druck das Verblockungsgerät 12 nerator FG angeschlossen, der die lastsprungabhangig um, und der Durchgang zum Auslösegerät 14 wird beginnende Grenzwertfunktion f_K (f) liefert. Zum abgesperrt. Wenn jetzt der Drehzahlwächter 15 in be- Zeitpunkt t = r„ (Lastsprungfall) wird der Funktionskannter Weise auslöst und das Auslösegerät 14 auf 30 generator FG von dem (auch in Fig. 2 dargestellten) Durchgang schaltet, erfolgt keine Schnellschlußauslö- lastsprungabhängigen Meßglied 19 angestoßen, so sung. Baut sich der Druck dagegen nicht in der not- daß er mit der Bildung seiner Grenzwertfunktion f_k wendigen Zeit unter den Grenzwert ab, bleibt das (O beginnt. Im Komparator Co wird nun ein Grenz-Verblockungsgerät 12 in den gezeichneten Stellung wert-Istwert-Vergleich durchgeführt, wobei abhängig auf Durchgang stehen, und nach der Betätigung des 35 davon, ob die Istwert-Druckgradientenkurve p' (t) Auslösegerätes 14 durch den Drehzahlwächter 15 sich der Grenzwertkurve f_K (t) unter Unterschreitung fließt das Signalol aus der Leitung r21 ab. Der Signal- eines minimalen Abstandes nähert oder nicht, ein ölkreis wird dadurch drucklos, so daß die Schnell- Auslösesignal für das als elektrohydraulischen Schieschlußeinrichtung SS umschaltet und die Schnell- ber ausgebildete Auslösegerät 14 geliefert bzw. unterschlußventile Sl schließt. 40 drückt wird. Die Schnellschlußeinrichtung SS ist im

Bei dem dargelegten Ausführungsbeispiel arbeitet übrigen so wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 a der Druckwächter 13 hydraulisch. Es ist aber auch ausgebildet und dementsprechend mit den gleichen möglich, den Druckwächter so auszubilden, daß die Bezugszeichen versehen. Das Auslösegerät 14 nimmt Verstellung des Verblockungsgerätes 12 auf elektri- entweder seine Sperrstellung 14a ein, wenn keine schem Wege erfolgt. Ferner ist es möglich, den me- 45 Störung vorliegt, oder wird in die Durchlaßstellung chanisch arbeitenden Drehzahlwächter 15 durch ei- 14b überführt, wenn eine Störung vorhanden ist, d.h. nen hydraulisch arbeitenden mit automatischer in diesem Falle, daß der Grenzwert-Istwert-Vcrgleich Rückstellung zu ersetzen und für das Auslösegerät 14 im Komparator Co ergeben hat, daß die Istwerteinen Schaltschieber mit rotierendem Schieber zu ver- Druckgradientenkurve p' \t) die Grenzwertkurve Zuwenden. 50 (0 geschnitten oder tangiert hat, d.h. sich dieser In der Schaltung nach F ig. 2 wird als Kontrollfunk- Kurve unter Unterschreitung eines minimalen Abtion an Stelle des Drehzahlverlaufs nach dem Lastab- Standes genähert hat. Ein besonderer Vorteil des Auswurf die lastsprungabhängige Zeitfunktion verwendet f uhrungsbeispiels nach F i g. 3 besteht noch darin, daß und der Grenzwert von dieser Zeitfunktion bei Über- der Abfangvorgang nicht nur durch diskrete Abfrageschreiten eines oberen Wertes des zeitlichen Gradien- 55 Zeitpunkte bis zu einem bestimmten Zeitpunkt überten der Laständerung abgeleitet. wacht werden kann, sondern durch eine Vielzahl kon-Die Ermittlung des Druckes erfolgt dabei auf die tinuierlich aneinandergereihter Abfragepunkte bis zu gleiche Weise wie in F i g. 1 dargestellt. Zur Zeitüber- einem beliebig wählbaren Zeitpunkt hin. Dieser Zeitwachung wird bei einer Lastabschaltung das Gerät 19 punkt wird zweckmäßig so gewählt, daß der bis dahin zur Erfassung der zeitlichen Änderung der Last in 60 erfolgte Energieabbau ausreichend groß ist und damit Form eines Lastiiprung-Meßgerätes verwendet, das keine unzulässig hohe Drehzahlsteigerung mehr aufüber eine Signalleitung rl an den Ausgang des Gene- treten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abfangeinrichtung für Dampfturbinen, die mit Regel- und Schnellschlußventilen zur Beeinflussung des Arbeitsmittelstromes versehen sind, wobei die Regelventile bei Lastabsenkung und die Schnellschlußventile erst bei Überschreiten einer Auslösediehzahl oder bei Versagen der Regelventile schließen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Lastabsenkung an Druckmeßstellen (10) hinter den Regelventilen (Rl) der zeitabhängige Verlauf des Druckes des Arbeitsmittels meßbar und mit einem nach Erreichen einer vorgegebenen Betriebsgröße vorgeschriebenen Druckgrenzwert vergleichbar ist, wobei bei Überschreiten des vorgeschriebenen Druckgrenzwertes die Schnellschlußventile (Sl) schließen.

2. Abfangeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschriebene Betriebsgröße ein Überdrehzahlwert ist, der jedoch kleiner als die Auslösedrehzahl der Schnellschlußventile (Sl) ist.

3. Abfangeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeschriebene Betriebsgröße eine von der Lastabsenkung abhängige Zeitspanne ist.