DE250402C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

250402-KLASSE 14 c. GRUPPE

GUTEHOFFNUNGSHÜTTE,

Regelung für Dampfturbinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. März 1910 ab.

Die Erfindung betrifft eine Bewegungsübertragung vom Pendelregler auf den Hilfsmaschinenkolben des oder der Ventile unter Einschaltung einer besonderen Hilfssteuerung, welche den Steuerschieber der Dampfturbine betätigt. Es ist bekannt, die verschiedenen Düsenventile durch Veränderung des Dampfdruckes zu öffnen, welcher auf die mit den betreffenden Ventilen verbundenen Hilfskolben wirkt. Derartige Anordnungen, wie sie beispielsweise in dem Werke von Gentsch, »Regelung von Dampfturbinen«, 1908, S. 75, Fig. 85 und S. 78, Fig. 87 bis 89, dargestellt sind, haben folgende Nachteile: Erstens liegen die Belastungsfedern der Ventile meist im Dampf raum, wodurch ihre Spannung je nach der Temperatur des Dampfes sich verändert und ihre Wirkung namentlich bei Verwendung von überhitztem Dampf sehr unzuverlässig wird. Zweitens liegen sämtliche Gleitflächen ebenfalls im Dampfraum, so daß die Gefahr besteht, daß Rost oder sonstige Ablagerungen aus dem Dampf die Bewegung der Ventile nach kurzer Zeit mehr oder minder, ja auch gänzlich hemmen können. Drittens ist die auf die Ventile wirkende Hub- oder Schlußkraft abhängig von dem jeweils herrschenden Kesseldruck.

Die zweite Art der Düsensteuerung,¹ wie sie in dem genannten Werke auf Seite 80, Fig. 90

und 91 dargestellt ist, hat die Nachteile, daß eine große Anzahl von Zuleitungen zu den Ventilen nötig ist, und daß ferner ein ölumlauf nur in dem Augenblicke stattfindet, wo ein Ventil geöffnet oder geschlossen wird, In den Pausen zwischen den einzelnen Regelungen jedoch bleibt das Öl in Ruhe, wodurch an den vom Öl bespülten Flächen sich allmählich unvermeidliche Ablagerungen zeigen, da die Ventilgehäuse, weil sie mit dem Turbinengehäuse direkt verbunden sind, sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Derartige Ablagerungen sind aber beim Betriebe schon nach kurzer Zeit störend, weil alsdann die Kolben schwer oder gar nicht mehr beweglich sind.

Ein Nachteil ist es auch, wenn die Frischdampfregelung in der Weise hinter die Abdampfregelung geschaltet wird, daß sie erst zur Wirkung gelangt, nachdem ein entsprechender Abfall in der Umlaufszahl eingetreten ist. Wird demnach beispielsweise für den normalen Betrieb mit Abdampf ein Ungleichförmigkeitsgrad des Reglers von 5 Prozent benötigt, so beginnt die Frischdampfzufuhr erst, nachdem die Umlaufszahl noch weiter gesunken ist; der Regler muß also, um eine einwandfreie Regelung mit Frischdampfbetrieb zu ermöglichen, ^: noch einen weiteren Ungleichförmigkeitsgrad von 5 Prozent, im ganzen also 10 Prozent erhalten.

Um diese Mängel auszuschließen, stellt nach der Erfindung das vom Regler in seinem Druck beeinflußte Steuermittel (Drucköl) besondere Steuerkolben, welche die Hilfssteuerschieber für das vom Regler nicht beeinflußte, die Hilfskolben der Ventile verstellende Druckmittel verschieben.

Bei der Regelung nach der Erfindung wird erreicht, daß alle Belastungsstufen sowohl mit

Frischdampf als auch mit Abdampf, wie auch bei gemischtem Betrieb mit beliebig kleinem Ungleichförmigkeitsgrad innegehalten werden können. Die übrigen Nachteile der oben erwähnten älteren Bauweisen sind ebenfalls vermieden, denn das Öl fließt dauernd durch die Steuerung hindurch, so daß schädliche Ablagerungen nicht eintreten können; sodann wird durch Verwendung des Steuerkolbens eine feine

ίο und genaue Regelung erreicht, da das vom Regler beeinflußte Öl nur eine sehr kleine Verschiebungsarbeit zu leisten hat. Endlich kommt dauernd der volle Öldruck auf den Hauptsteuerkolben zur Wirkung, so daß zur Überwindung der Kräfte, die besonders zum Öffnen der Dampfeinlaßventile zeitweilig erforderlich sind, eine große Kraft jederzeit zur Verfügung steht.

In Fig. ι ist die Muffe α des Pendelreglers b

durch die Stange c mit dem Steuerschieber d verbunden, welch letzterer in dem Zylinder e sich bewegt. Die Steuerkante f des Kolbens d schließt die Ringnut g des Zylinders e mehr oder weniger ab. Der Ringnut g wird Drucköl durch die Druckpumpe h und die Zuleitung i fortwährend und unter gleichbleibendem Druck zugeführt. Gibt infolge der entsprechenden Stellung des Pendelreglers die Steuerkante f die Ringnut g des Zylinders α frei, so fließt das Drucköl durch die Öffnung k in den Lagerbock und von da in den Behälter I ab, aus dem es durch die ölpumpe h wieder abgesaugt wird.

In Fig. 2 ist ein Steuerventil dargestellt, welches durch das Drucköl, das wieder durch den Hilfssteuerkolben r gesteuert wird, gestellt wird.

In der nach der HilfsSteuerung m abzweigenden Leitung η ist bei Leerlauf der Maschine der Druck gleich null. Nimmt mit steigender Belastung die Umlaufszahl des Pendelreglers ab, so schließt die Steuerkante f (Fig. 1) die Ringnut mehr, so daß der Öldruck in der Druckleitung η steigt. Je mehr die Steuerkante f den ölabfluß drosselt, desto mehr steigt der Druck in der Leitung i; bei geringster Umlaufszahl des Pendelreglers, also bei voller Belastung der Maschine, wird der höchste Druck erreicht. Die Druckflüssigkeit wird durch die Leitung η nach der Hilfssteuerung m (Fig. 2) geleitet, wo sie in den Kanal p eintritt und auf den Hilfssteuerkolben r wirkt, indem sie die den letzteren belastende Feder s anspannt. Die Kolbenstange t des Kolbens r verstellt dadurch den Hilfskolben u, der in bekannter Weise die Drosselung des bei υ eintretenden und bei w aiistretenden Drucköles bewirkt und dadurch das Regelventil χ mittels des Hilfskolbens entsprechend einstellt. Statt eines einzigen Ventils können auch mehrere an die Druckleitung η angeschlossen werden.

In der Fig. 3 ist der Weg des Drucköles schematisch wiedergegeben. Das öl wird zunächst aus dem Öltank durch die Zahnradpumpe k¹ vermittels des Saugrohres i¹ angesaugt und von dieser Pumpe unter hohem Druck in die Verbrauchsleitung P-, n¹ getrieben. Von dort wird es durch Zweigrohre teils zu den Lagern, beispielsweise durch die Zweigleitung m¹ zu dem Lager e¹, teils zu der in Rede stehenden Steuerung durch das Rohr ν geführt. Beim Eintritt in den Steuerzylinder m füllt es zunächst den um den größeren eigentlichen Hilfskolben u führenden Ringraum b¹ und tritt dann durch die Bohrung c¹ des Kolbens u vor die Steuerkante des Schiebers z; gibt letzterer nun bei einer Bewegung nach links den Durchtritt des Öles zur Bohrung d^l im Kolben u frei, so tritt das Drucköl unmittelbar vor die Stirnfläche des Kolbens u und bewegt, diesen antreibend, das Dampfeinlaßventil x. Der Schieber ζ wird hierbei von dem Hilfssteuerkolben r verschoben, welcher vom Regler b beeinflußt wird, und zwar auf hydraulischem Wege, indem von der öldrucldeitung ν eine Leitung i abzweigt, in der das Öl durch einen Hahn oder Schieber y auf einen geringeren Betriebsdruck eingestellt wird. Am Ende der ölnebenleitung i liegt. der vom Stellzeug α des Reglers b durch die Stange c beeinflußte Drosselschieber d, welcher demnach je nach seiner Stellung vor den Drosselöffnungen f des Zylinders e das in der Leitung i befindliche öl mehr oder weniger durch die Leitung h¹ in den öltank abfließen läßt. Durch den in der Leitung wechselnden Öldruck veranlaßt, wird nun auch der Hilfssteuerkolben r unter Einwirkung der Feder s eine verschiedene Stellung einnehmen und dementsprechend den Schieber ζ im Kolben u verstellen. Schließt der Schieber ζ bei einer Bewegung nach rechts die Bohrung c¹ ab, so kann kein Drucköl aus der Leitung ν mehr vor den Kolben u treten, vielmehr wird das dort angesammelte Öl in die an dem Steuerzylinder m anschließende Ableitung w und schließlich in den Tank zurückbefördert. An den Steuerzylinder m schließt sich ein zweiter gleichgebauter Steuerzylinder und nach Bedarf, d. h. nach Anzahl der vorhandenen Dampfeinlaßventile χ noch ein dritter, vierter und fünfter Zylinder, wie in Fig. 1 angegeben, an.

Die Gegenfedern a¹ der Kolben u sind in bekannter Weise in ihrer Stärke so bemessen, daß sich ein Ventil nach dem anderen öffnet; doch können zu gleichem Zwecke auch die Federn gleich stark gewählt werden, dagegen die Durchmesser der Kolben u verschieden bemessen oder endlich beide bekannten Mittel miteinander vereinigt werden.

Entsprechend der Reglerstellung steigt dann der Öldruck unter sämtlichen Steuerkolben der Betriebsrelais gleichmäßig. Sind nun die Kolbenflächen und Federbelastungen entsprechend

abgestimmt, so kann man bekanntlich erreichen, daß sich ein Ventil nach dem anderen oder mehrere Ventile gleichzeitig öffnen. Man kann auch leicht erreichen, daß sich die Ventile η derart öffnen, daß immer das nächste mit seiner Öffnung beginnt, während das vorhergehende noch in seiner Öffnung begriffen ist. Auch kann man die Ventile nacheinander oder gleichzeitig sich öffnen lassen, die Energieträger verschiedener Beschaffenheit, z. B. hoch und niedrig gespannten Dampf, zur Kraftmaschine fließen lassen. In Fig. ι ist z. B. gezeigt, wie fünf Düsenventile einer Hochdruckturbine an die Druckleitung i angeschlossen

sind und auf verschiedene Weise mit Hilfe be- 15 sonderer Steuerungen vom Regler aus gesteuert werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:.

   Regelung für Dampfturbinen, bei welcher der Regler das Steuermittel in seinem Druck beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel von veränderlichem Druck Hilfssteuerkolben stellt, welche die Steuerung für das Steuermittel beeinflussen, das die Hilfskolben der Dampfabschlußorgane stellt, aber in seinem Druck nicht verändert wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.