DE2025528C3

DE2025528C3 - Regeleinrichtung für eine Dampfturbinen-Kraftanlage

Info

Publication number: DE2025528C3
Application number: DE2025528A
Authority: DE
Inventors: Jens Schenectady N.Y. Kure-Jensen
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1969-05-27
Filing date: 1970-05-26
Publication date: 1985-02-07
Also published as: JPS5125567B1; DE2025528A1; FR2048824A5; US3572958A; GB1294906A; DE2025528B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus der DE-OS 14 26 802 bekannt ist.

-Elektro-hydraulische Regeleinrichtungen für Turbinen-Kraftanlagen geben diesen im allgemeinen eine größere Flexibilität als mechanisch-hydraulische Regeleinrichtungen. Dies gilt besonders im Hinblick darauf, daß die Kraftanlagen ständig komplizierter werden, da relativ billige Schaltkreise verwendet werden können, um die Ansprechcharakteristik der Turbine zu modifizieren, und da diese Schaltkreise leichter justiert werden können als entsprechende mechanische Einrichtungen.

Eine der günstigsten Eigenschaften der elektro-hydraulischen Regeleinrichtung ist die gute Stabilisierung von Druck, Temperatur und Arbeitsmittelströmung bei Verwendung konventioneller elektrischer Bauteile.

Bei dem Betrieb einer Kraftanlage, die Antriebsmaschinen mit variablen Drosseldrücken enthält, wird die Druckkompensation und die Stabilisation des Systems erwünscht. Bei Stellsystemen für Steuerventile muß der veränderliche Drosseldruck kompensiert werden, um eine erwünschte annähernd geradlinige Regelkurve zu erhalten. Nukleare Dampferzeugungssysteme wie Druckwasserreaktoren sind oft so aufgebaut, daß der Droiseldruck des an den Hauptabsperrventilen der Turbine verfügbaren Dampfes sowohl eine vorübergehende Schwankung als auch einen beträchtlichen Abfall vom Leerlauf bis zur Nennlast aufweist. Außerdem kann die Größe des Abfalls und der Dampfdruck bei Nennlast nicht immer mit großer Genauigkeit vorausgesagt werden. Damit eine Antriebsmaschine in einem derartigen nuklearen Dampferzeugungssystem richtig arbeitet, muß die Regeleinrichtung der Turbine allgemein so aufgebaut sein, daß sie einer Kurve dec minimalen Drosseldrucks über der Dampfströmungsmenge im stationären Zustand folgt Die Turbine und. ihre Steuerventile müssen bei dem Drosseldruck, der bei der Nennausgangsleistung des nuklearen Dampferzeugungssystems an den Kauptabsperrventilen entsteht, die Nennströmung durchlassen. Dieser Drosseldruck istder tiefste Punkt des in der Kurve enthaltenen Druckbereiches. Bei höheren Drosseldrücken als diesem tiefsten Punkt haben die Steuerventile eine zu große Durchflußkapazität welche eine nicht-lineare Regelcharakteristik erzeugen würde. Außerdem könnte sich eine Überbelastung ergeben, wenn der Druck nicht während Laständerungen oder sogar während des stationären Betriebs der Kurve für den stationären Zustand folgen würde.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Regeleinrichtung für eine Dampfturbinen-Kraftanlage zu schaffen, die sich au den bei Lastschwankungen sich ändernden Dampfdruck selbst derart adaptiert, daß eine lineare Beziehung zwischen der geforderten Last und der erzeugten Last besteht

Dies': Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Soll-Ist-Lastkurven bei veränderlichen Dampfdrücken vor den die Dampfzufuhr steuernden Ventilen (Drosseldrücken) im wesentlichen linear sind. Der Drosseldruckkompensator gemäß der Erfindung läßt sich dabei in Verbindung mit anderen Sicherheitsmaßnahmen verwenden, so daß für eine Redundenz gesorgt wird, durch die ein nukleares Dampferzeugungssystem wie ein Druckwasserreaktor in Verbindung mit einem konventionellen Kraftwerk verwendbar wird, trotz der an sich ungünstigen Charakteristik eines veränderlichen Drosseldruckes beim Hochfahren einer Turbine vom Leerlauf zur Nennlast und zum stationären Betrieb.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert

F i g. 1 ist ein vereinfachtes Schema eines Turbinenkraftwerkes mit Wiedererhitzung, die durch ein nukleares Dampferzeugungssystem mit Dampf versorgt und durch ein elektrohydraulisches Regelsystem geregelt wird;

F i g. 2 ist ein vereinfachtes Funktionsschema des als Servomechanismus dargestellten Turbinen-Kraftwerkes;

Fig.3 ist ein Blockschaltbild des Systems mit Drosseldruckkompensator und Rückkopplung des Stufendrucks, das noch redundante Sicherheitsvorkehrungen für das Rückkopplungssignal enthält

In der in F i g. 1 gezeigten Kraftanlage strömt der Dampf von einem Dampferzeuger 10 durch einen Überhitzer 12 zu einem Hauptabsperrventil 14. Das Ventil 14 läßt den Dampf zu einem oder mehreren Steuerventilen 16 durch, die den Eintritt des Dampfes in die Hochdruckturbine 18 steuern. Der aus der Turbine 18 austretende Dampf strömt durch die Leitung 20 zu

einem Zwischenüberhitzer 22 und von dort durch ein Absperrventil 24 und ein Zwischenventil 26 zu einer Mitteldruckturbine 28. Der Dampf ström) dann durch eine Niederdruckturbine 30, welche zusammen mit der Hochdruckturbine 18 und der Mitteldruckturbine 28 eine Last antreibt, die beispielsweise ein elektrischer Generator 32 sein kann.

Ein Drehzahlfühler 34 liefert ein der Ist-Drehzahl entsprechendes Signal über die Leitung 36 an einen Drehzahlregler 38, wo die Ist-Drehzahl mit der auf der Leitung 40 zugeführten Soll-Drehzahl verglichen wird Die gegebenenfalls auftretende Drehzahlabweichung wird über eine Leitung 42 einem Lastregler 44 zugeführt, wo dieses Signal weiter modifiziert und dann mit einem auf einer Leitung 46 zugeführten Soll-Lastsignal summiert wird. In dem Lastregler 44 erzeugte Stellsignale für die Ventile werden in einem Drosseldruckkompensator 54 modifiziert, bevor sie einer Stelleinheit 56 für das Hauptabsperrventil 14, einer Stelleinheit 58 für das Steuerventil 16 und einer Stelleinheit 60 für das Zwischenventil 26 über die Leitungen 48,50,52 zugeführt werden. Der Einfachheit halber sind die Stelleinheiten 56, 58 und 60 in einer einzigen Stelleinheit 61 zusammengefaßt. Diese bringt die jeweiligen Ventile mit Hilfe von konventionellen Servosystemen in die richtige Stellung.

Der Drosseldruckkompensator 54 ist jederzeit in Betrieb und erhält ein elektrisches Eingangssignal von einem Wandler 65. Der Drosseldruck am Dampfeinlaß wird von einem Punkt in der Dampfzufuhrleitung unmittelbar strömungsabwärts von dem Absperrventil 14 über eine Leitung 66 an den Wandler 65 weitergeleitet. Dieser Druck betätigt den Wandler 65, der ein elektrisches Signal erzeugt, das in einem Demodulator 67 modifiziert und über eine Leitung 68 an den Drosseldruckkompensator 54 weitergegeben wird. Der Drosseldruckkompensator 54 ist so aufgebaut, daß er den Verstärkungsfaktor der Steuerventile umgekehrt proportional zum augenblicklich vorhandenen Drosseldruck einstellt. Da die Strömungskapazität eines Steuerventils proportional zum Druck vor dem Ventil ist, wird der schwankende Drosseldruck durch die beschriebene Steuerung richtig kompensiert.

Weiterhin kann eine Druckrückkopplungsleitung für die Turbinenstufe vorgesehen sein, um stufenförmige Änderungen der Ventilstellung zu vermindern und dadurch mit dem Drosseldruckkompensator 54 bei der Verminderung der Auswirkung von Drosseldruckschwankungen zusammenzuarbeiten. In F i g. 1 wird ein erster Stufendruck über eine Leitung 69 einem Wandler 70 zugeführt, der ein elektrisches Signal erzeugt, das den gemessenen Druck darstellt. Das elektrische Signal wird dann über eine Leitung 72 dem Lastregler 44 zugeführt.

Die Drehzahl- und Lastregler 38 und 44 vergleichen die Ist-Drehzahlsignale mit einem Soll-Drehzahlsignal und .überlagern dann ein Soll-Lastsignal. Diese Eingangssignale können in analoge Größen umgewandelt werden und werden dann in den Reglern 38 und 44 summiert Somit stellen die elektrischen Ausgangssignale aus dem Lastregler 44 die Ventile nach Wunsch ein und korrigieren stetig die Ventileinstellungen gemäß den sich ändernden Eingangssignalen in die Regler. Es können auch digitale Signale und Summierungsverfahren verwendet werden.

Zwecks Vereinfachung der Beschreibung sei angenommen, daß die Gesamtstelleinheit 61 den Dampfeinlaß zur Turbine steuert und daß die Drehzahl im wesentlichen konstant ist. Das bedeutet, daß der

Generator mit einem elektrischen System verbunden ist, das von ähnlichen anderen Generatoren gespeist ist, und daß dieser elektrische Verbund dazu neigt, die Drehzahl des Generators 32 im wesentlichen konstant auf der Drehzahl der anderen verbundenen Generatoren zu halten. Daher wird normalerweise ein unbedeutendes Drehzahlfehlersignal auf der Leitung 42 erscheinen, und die Hauptregelung wird mit Hilfe der Einstellung des Soll-Lastsignals auf der Leitung 46 so durchgeführt, daß der Anteil der Gesamtlast an den untereinander verbundenen Generatoren ausgewählt wird, welcher durch diese Kraftanlage übernommen werden soll.

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Dampfturbinen-Kraftanlage als einen Servomechanismus bei der Betätigung des Steuerventils 16. Die Blöcke stellen die Übertragungsfunktionen der verschiedenen Elemente des Regelsystems dar. Das Soll-Drehzahlsignal auf der Leitung 74 wird summiert mit einem negativen Drehzahl-Rückkopplungssignal von der Leitung 76. Dies geschieht in einem Summierer 78 und ergibt ein Drehzahlfehlersignal auf der Leitung 80. Eine Schaltung 82 zur Korrektur der Eingangsverstärkung arbeitet als Verstärker d und modifiziert die Drehzahlabweichung gemäß der gewünschten Drehzahlregelung (Ventilverstellung pro Drehzahländerungsstufe), um auf der Leitung 84 ein modifiziertes Drehzahl-Abweichungssignal zu erzeugen.

Wenn, wie bereits erwähnt wurde, der Generator 32 auf eine Leitung geschaltet ist, d.h. mit einem Verteilersystem verbunden ist, das andere ähnliche Generatoren enthält, dann wird das Drehzahl-Abweichungssignal in der Schaltung 82 nahezu Null sein. Die Last wird auf die Turbine gegeben oder von ihr abgenommen, indem das Soll-Lastsignal auf der Leitung 86 geändert und als positives Signal über die Leitung 90 dem Summierer 88 zugeführt wird. Die Schaltung 82 (Block G₁) modifiziert das Lastsignal auf der Leitung 90 in der gleichen Weise wie das Drehzahlfehlersignal auf der Leitung 80. An der ersten Turbinenstufe am Punkt 92 wird ein Druckrückkopplungssignal gewonnen und über die Leitung 93 und den Rückkopplungsverstärker

94 (Block H) dem Summierer 88 als negatives Drucksignal zugeführt. Eine »Voreil/Nacheil«-Schaltung 95 ist zwischen den Verstärker 94 und den Summierer 88 eingefügt, um die Charakteristik der durchgehenden Signale bezüglich transienter Schwankungen zu stabilisieren. Die Voreil/Nacheil-Schaltung

95 ist über die Leitung 97 mit dem Summierer 88 verbunden. Die Korrekturschaltung 82 ist, wie durch die gestrichelte Linie 96 angedeutet, mechanisch mit dem Rückkopplungsverstärker 94 gekoppelt.

Die Signale auf den Leitungen 84,90 und 97 werden in dem Summierer 88 verglichen, der über die Leitung 98 ein Fehlersignal an den Drosseldruckkompensator 54 liefert, der eine Übertragungsfunktion G? besitzt. Ein dem Drosseldruck entsprechendes Signal wird über die Leitung 100 an den Kompensator 54 geliefert, dessen Übertragungsfunktion Gi dazu dient, das Signal für die Ventileinstellung auf der Leitung 98 umgekehrt proportional zum augenblicklich vorhandenen Drosseldruck zu modifizieren.

^P°

τ;

Drosseldruck bei Höchstlast
augenblicklicher Drosseldruck

Durch diese Arbeitsweise wird das Steuerventil 16 bei einem hohen Drosseldruck weniger und bei einem

kleinen Drosseldruck weiter geöffnet.

Das auf der Leitung 102 auftretende Stellsignal wird der Gesamtstelleinheit 61 zugeführt, welche das zuvor genannte jeweilige Einzelventil betätigt (Ventil 14, 16 oder 26). Die Stelleinheit 61 weist die Gesamtübertragungsfunktion Gi auf und enthält eine Anzahl von zusätzlichen elektrischen Elementen, um die Ventilstellung in Abhängigkeit von Nichtlinearitäten der Strömung mit Hilfe an sich bekannter elektrischer Ausgleichsvorrichtungen zu kompensieren.

Die Dampfströmung durch die Ventile großer Dampfturbinen stellt ein nicht-lineares Problem dar, da die Durchflußänderung bei einer bestimmten Änderung der Ventilstellung in der Nähe des Schließpunktes der Ventilbewegung größer ist als in der Nähe des Öffnungspunktes. Diese Charakteristik eines Dampfventils ergibt einen nicht-linearen Verstärkungsfaktor zwischen einem Soll- und Istwert der Dampfströmung.

Da der Dampfstrom proportional zur Last ist, welche die letzten Endes erwünschte Größe der Turbine darstellt, ist es erwünscht, eine lineare Beziehung zwischen dem Lastsollwert auf der Leitung 86 und dem Istwert der Dampfströmung durch die Steuerventile zu erhalten. Dies wird, wie bereits erwähnt, durch Verwendung von elektrischen Ausgleichsvorrichtungen erreicht.

Aus den F i g. 1 und 2 ist ersichtlich, daß die durch die Leitung 104 dargesteilte Ventilstellung den Dampf in der Leitung 106 erzeugt, und die verbleibende Nichtlinearität der Dampfströmung in bezug auf die Ventilstellung ist durch den Block G_v dargestellt. Die Dampfströmung in der Leitung 106 ist diejenige, die unmittelbar strömungsabwärts von dem Steuerventil 16 und am Einlaß zur Hochdruckturbine 18 besteht. Wenn der Dampf durch die Hochdruckturbine 18 strömt, welche durch den Block Gfdargestellt ist, wirkt sich der Druck der ersten Stufe als Drehmoment auf den Rotor der Hochdruckturbine aus, wie es durch die Leitung 108 dargestellt ist. Der aus der Hochdruckturbine 18 strömende Dampf tritt dann in den Zwischenüberhitzer 22, die Mitteldruckturbine 28 und die Niederdruckturbine 30 ein und stellt sich auf der Leitung 110 als Last oder Drehzahl dar. Die zugehörigen Zeitverzögerungen sind hauptsächlich auf die relativ große Zeitkonstante zurückzuführen, die für den Aufbau des Drucks in dem Wiedererhitzer 22 und den Dampfleitungen (infolge ihres Volumens) benötigt wird. Sie sind durch die Übertragungsfunktion G_T wiedergegeben. Selbstverständlich verringert das zusätzliche Drehmoment, das durch den der Mitteldruckturbine und der Niederdruckturbine zugeftfhrten Wiedererhitzerdruck geschaffen wird, die Auswirkung der Übertragungsfunktion Gt-

Der vorstehend bereits beschriebene Drosseldruckkomepnsator 54 ist jederzeit in Funktion, um die Auswirkungen von Schwankungen des Drosseldrucks zu verringern. Wie bereits erwähnt, ist eine Rückkopplung des Stufendrucks nicht unbedingt erforderlich. Wenn sie jedoch angewendet wird, ergibt sich eine weitere Linearisierung zwischen Soll-Last und Ist-Last Der Rückkopplungskreis der ersten Stufe wirkt mit dem Drosseldruckkompensator zusammen, um die Auswirkung von Drosseldruckänderungen noch weiter zu reduzieren, indem er sich automatisch in den Betrieb einschaltet, um Änderungen der Stufenregelung zu verringern, wenn die Last der Kraftanlage einen gewissen unteren Wert überschreitet (beispielsweise 10%).
Bei der Analyse der Arbeitsweise der Rückkopplung

der ersten Stufe anhand von F i g. 2 bezeichnen die jeweiligen Symbole für die Übertragungsfunktion den Verstärkungsgrad im stationären Zustand. Es wird ferner allgemein angenommen, daß die Änderung des Drucks des ersten Stufendrucks linear von der Last abhängt, d. h. der Wert für Gf im stationären Zustand beträgt 1,0. Unter dieser Annahme und entsprechend der Darstellung gemäß F i g. 2 ändert sich die Ist-Last bei einer Soll-Laständerung wie folgt:

Ua _ Gi · G₂ ■ Gj · Gi ■ Gf G_T Li₁₁₁₁ 1 +[H-G₂-G₁- Gj]

Es sei angenommen, daß das Verhalten der Turbine und des Wiedererhitzers Gf · Gt für die richtige Lastregelung brauchbar ist und der Wert für den stationären Zustand 1 beträgt; dieses Verhalten wird daher nicht weiter in Betracht gezogen. Bei langsamen Belastungsänderungen, welche häufiger auftreten und bei denen das Verhalten zu jedem Zeitpunkt ein quasi-stationärer Zustand ist, kann die Abhängigkeit der Last von dem Sollwert der Last angegeben werden durch:

G₁- Gt, ■ G₁.

G₂

- G₁]

Die nichtlineare Rückkopplung der Stelleinheit 61,

die, wie zuvor erörtert, als elektrische Ausgleichsvor-

jo richtung ausgestaltet ist, wird so ausgelegt, daß sie über dem ganzen Lastbereich so nahe wie möglich der Beziehung

C=G₃-Gv= 1,0

j5 folgt, solange der Drosseldruck Pt konstant ist Für konstanten Drosseldruck Pt muß die Übertragungsfunktion G₂ den Wert 1 besitzen. Unter dieser Bedingung wird die Gleichung (2):

Lfi„n

1 + WG*

= Gesamtverstärkung = M .

L„ G,

Wenn G* = 1 ist, dann ist , = , : ti Wenn also

G* = 1 ist, dann muß Gi = 1 + H sein, um die Beziehung j - = 1,0 im stationären Zustand und bei Rückkopplung des Drucks der ersten Stufe mit einem Verstärkungsgrad H zu erhalten. Daraus ist ersichtlich, daß die Rückkopplung des Drucks der ersten Stufe in hohem Maße die Auswirkungen der Abweichungen von dem idealen Wert G* = Gi · G_v = Ventilstellungsverhalten pro Einheit multipliziert mit dem Ventilverhalten, verringern kann, wenn der Drosseldruck konstant ist

Es ist nunmehr die Auswirkung des Drucks der ersten Stufe auf den F.influß des sich ändernden Drosseidmkkes zu betrachten. Die Rückkopplungsschleife für den Druck der ersten Stufe verbessert die Linearität der Lastregelung, indem sie den Einfluß von Abweichungen der Beziehung G* « G$ · G_r von dem Wert 1 verringert Es wurde gefunden, daß bei einer Beschränkung der Abweichung der Beziehung G* » Gj · G_r auf den Bereich 0,5 bis 2,0 durch die nicht-lineare

b5 Rückkopplung der Stelleinheit 61, d.h. die zuvor erwähnten elektrischen Kurvenscheiben, die Rückkopplungsschleife für den Druck der ersten Stufe diese Änderungen noch weiter wie folgt begrenzt:

	7	20 25	528	8	W=O Dreh- zahl- stufen- regelung
	C₁. //=3 Gesamtver stärkung = M	Drehzahl stufenregelung	//=5 Gesamtver stärkung = M	Drehzahl stufenregelung	10% 5% 2,5%
0,5 ι,ο 2,0	0,8 1,0 1,14	6,25% 5,0% 4,4%	0,86 1,00 1,09	5,8% 5,0% 4,6%

Die obige Tabelle zeigt die Stufenregelung an Punkten, an denen die Beziehung G* = G3 · Gv nicht 1,0 ist In Dampferzeugungssystemen mit Druckwasserreaktor wird der sich ändernde Drosseldruck Pt die Größe G* durch Änderung des Ventilverstärkungsgrades Gy ändern. Wenn sich beispielsweise G_v bei Änderung von Nennlast auf Leerlauf von 1,0 auf 2,0 erhöhen würde, dann würde eine solche Erhöhung eine Änderung des Gesamtverstärkungsgrades M von 1,0 auf 1,14 bewirken, wenn der Verstärkungsfaktor H 3,0 beträgt, oder von 1,0 bis 1,09, wenn der Verstärkungsfaktor H 5,0 beträgt Es wurde daher gefunden, daß die Druckrückkopplung der ersten Stufe bei einem Wert des Verstärkungsfaktors H im Bereich von 3 bis 5 den Einfluß einer Änderung des Drosseldruckes von bis zu 50% auf annehmbare Werte vermindern kann. Bei der Verwendung der Rückkopplung des Drucks der ersten Stufe müssen jedoch zwei Effekte, nämlich die Stabilität und die Auswirkung eines Verlustes des Rückkopplungssignals für den Stufendruck, in Betracht gezogen werden. Ebenso wird die Auswirkung eines Verlustes des Drosseldrucksignals betrachtet

Die Stabilität kann dadurch erhalten werden, daß man in die Rückkopplungsschleife das Voreil-Nacheil-Netzwerk 95 einfügt Es wurde gefunden, daß sich der Verstärkungsgrad //sicher einem Maximalwert von 8,0 nähern kann, der bei Verwendung nicht idealer elektrischer Ausgleichsvorrichtungen auftreten kann. F i g. 3 zeigt eine Anordnung zum Schutz des Systems gegen Verlust der Drucksignale. Danach können in Wandler/Demodulatoren 112 redundante Stufendrucksignale erzeugt und durch eine Gatter-Vorrichtung 114 geleitet werden, die nur die höchsten Rückkopplungssignale durchläßt Auf diese Weise wird ein irrtümlicherweise niedriges Rückkopplungssignal von dem Regelsystem zurückgewiesen. In ähnlicher Weise können in Wandier/'Demoduläiören 115 redundante Drosseldrucksignale erzeugt und durch ein Gatter 116 geleitet werden, welches nur das größere Drosseldrucksignal durchläßt

Ein anderer Lösungsweg für den Schutz gegen den Verlust des Stufendruck-Rückkopplungssignals besteht darin, daß der Verstärkungsfaktor G\ auf 1,0 und der Verstärkungsfaktor H auf 0 reduziert wird, wenn das Rückkopplungssignal unter einen bestimmten niedrigen Wert, beispielsweise unter 10% absinkt Bei dieser Betriebsweise würde der Gesamtverstärkungsgrad ω

—'-

(Gleichung 3) 1 werden und es würde keine

Beschädigung infolge Überlastung der Turbine auftreten. Dieser Lösungsweg ist an sich bekannt Die in Fig.2 als gestrichelte linie 96 angedeutete mechanisehe Kopplung kann verwendet werden, um eine einfache und zuverlässige Methode zur Ergänzung dieser Betriebsweise zu erhalten, indem dadurch der Wert von H und G\ wie oben erörtert geändert wird. Eine solche Betriebsweise macht es unmöglich, die Rückkopplung des Drucks der ersten Stufe in der Nähe des Leerlaufs zu verwenden; die Verwendung in der Nähe des Leerlaufs ist jedoch von Natur aus sehr unsicher wegen des nichtlinearen Verhaltens des Druckes der ersten Stufe in der Nähe des Leerlaufs.

Mit dem vorstehend beschriebenen Drosseldruckkompensator kann also der Gewinn bzw. Verstärkung der Steuerventile einer Kraftmaschine umgekehrt proportional zu dem augenblicklichen Drosseldruck eingestellt werden. Da die Durchflußkapazität eines Steuerventils von dem Druck vor dem Ventil abhängig ist, wird diese Betriebsweise bei sich änderndem Drosseldruck eine richtige Korrektur bewirken. Infolgedessen wird die Abhängigkeit zwischen Soll-Last und Ist-Last bei sich ändernden Drosseldrucken im wesentlichen linear. In ähnlicher Weise kann eine Rückkopplungsschleife für den Stufendruck vorgesehen sein, um die Linearität der Lastregelung zu verbessern, und in der Rückkopplungsschleife sind Vorkehrungen getroffen, um die Signalstabilität und einen sicheren Betrieb im Falle des Verlustes des Rückkopplungssignals zu sichern. Dieser Gesichtspunkt der redundanten Signale kann auch auf die Erzeugung des Drosseldrucksignals angewandt werden. In der Stelleinrichtung für die Steuerventile sind elektrische »Kurvenscheiben« enthalten, um die Nichtlinearität der Ventilstellung bezüglich der Strömungsmenge zu kompensieren. Das Endergebnis des Zusammenwirkens des Drosseldruckkompensators, der Rückkopplung des Stufendrucks und der elektrischen Ausgleichsvorrichtungen besteht darin, daß ein Druckwasserreaktor-Dampferzeugungssystem zusammen mit einer konventionellen Kraftanlage verwendet werden kann ohne Rücksicht auf die ungünstige Charakteristik des sich ändernden Drosseldruckes, der sich beim Hochfahren einer Turbine von dem unbelasteten Zustand zur Nennlast und im stationären Betrieb ergibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für eine Dampfturbinen-Kraftanlage mit Ventilen zur Steuerung der Dampfzufuhr zur Turbine, mit einer Steuervorrichtung zur Verstellung der die Dampfzufuhr steuernden Ventile mittels eines elektrischen Signals, das einem Soll-Wert der Dampfströmung entspricht, einer ein Dampfdrucksignal liefernden Dampfdrack-Meßfühlervorrichtung und einer Schaltungsanordnung, die das elektrische Signal in Abhängigkeit vom Dampfdrucksignal modifiziert, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfdruck-Meßfühlervorrichtung (65, 67) auf den Dampfdruck vor den die Dampfzufuhr steuernden Ventilen (16) anspricht und die das elektrische Signal modifizierende Schaltungsanordnung einen Kompensator (54) enthält, der den Verstärkungsgrad des elektrischen Signals für die die Dampfzufuhr steuernden Ventile (16) umgekehrt proportional zum Ist-Wert des vor den die Dampfzufuhr steuernden Ventilen herrschenden Dampfdruckes verändert.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (94, 115, 116) zur Verringerung des Gesamtverstärkungsgrades der Regelvorrichtung bei einem Versagen eines oder mehrerer kritischer Bauteile des Kompensators (54) oder der Meßfühlervorrichtung (65,67) enthält.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswirkung des Signals auf die Ventile (16) zusätzlich durch eine Ventilstelleinheit (61) modifiziert ist, die elektrische Ausgleichs-Vorrichtungen zur Kompensation der Ventilstellung in Abhängigkeit von Nichtlinearitäten der Dampfströmung enthält