DE2513581A1

DE2513581A1 - Turbine regulating bled steam system - has adjustable stator blades downstream of bleed point for maintaining efficiency

Info

Publication number: DE2513581A1
Application number: DE19752513581
Authority: DE
Inventors: Claude Dr Seippel
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1975-03-06
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1976-09-09
Also published as: DE7509800U; SE410886B; CH582823A5; PL104666B1; SE7602782L; HU174674B; IN146129B

Abstract

The turbine regulation system of a thermal power station for combined flow and heat generation is used with turbines from which are bled expanded working media. The bled steam quantities can be varied over a wide range without lowering the turbine efficiency. The bled steam is used in a heat exchanger for heating water. The turbine stage adjacent to the bleed take off point has a stator with adjustable blades (26) arranged to be the first downstream stator from the take off point. These blades are rotated by arms (33) connected to the stator blade pivoting shank (32). The stator blades are adjusted in relation to the quantity of steam.

Description

Turbinenregelung eines Heizkraftwerkes Die Erfindung betrifft eine Turbinenregelung eines Heizkraftwerkes für kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung, nach welcher der Turbine teilweise entspanntes Arbeitsmittel entnommen wird, welches seine Wärme in mindestens einem Warmeaustauscher an ein Heizmittel - vorzugsweise Wasser - abgibt. Turbine control of a heating power plant The invention relates to a Turbine control of a thermal power station for combined electricity and heat generation, after which the turbine partially expanded working fluid is removed, which its heat in at least one heat exchanger to a heating medium - preferably Water - gives off.

Die Problematik derartiger Turbinenregelungen ist insbesondere durch die Jahreszeit-Abhängigkeit des allgemeinen Wärmebedarfes gegeben. Im Sommer wird nur Warmwasser und evl. Wärme für Industrieprozesse benötigt. Man kann die Menge des eizwassers reduzieren und dessen Temperatur vermindern oder beides tun.The problem of such turbine controls is in particular due to the season dependency of the general heat demand is given. In summer will only hot water and possibly Heat required for industrial processes. You can get the crowd Reduce the heating water and lower its temperature, or do both.

Steigt jedoch der Bedarf im Winter, so muss man Menge oder Temperatur oder beides erhöhen, was eine erhöhte Arbeitsmittelentnahme aus der Turbine erfordert.However, if the demand increases in winter, the amount or temperature must be used or increase both, which requires an increased extraction of working material from the turbine.

Am Beispiel eines Heizkraftwerkes auf Dampfturbinengrundlage sei dies näher erläutert. Vorausgesetzt, die vom Dampferzeuger gelieferte Frischdampfmenge bleibe stets auf voller Höhe, so bewirkt eine erhöhte Dampfentnahme eine Senkung des Dampfdruckes an der oder den Entnahmestellen. Wird die Frischdampfmenge verringert, beispielsweise, weil die der vollen Frischdampfmenge entsprechende elektrische Leistung nicht vom Netz abgenommen werden kann, so kann es passieren, dass der Druck an der betreffenden Entnahmestelle sinkt, ohne dass die jeweilige Entnahmemenge selbst ansteigt. Dabei ist gerade das Gegenteil erwünscht, nämlich eine Druckerhöhung.This is the example of a combined heat and power plant based on steam turbines explained in more detail. Assuming the amount of live steam supplied by the steam generator always stay at the full height, an increased steam extraction causes a decrease the vapor pressure at the tapping point (s). If the amount of live steam is reduced, for example, because the electrical power corresponding to the full amount of live steam can not be removed from the network, it can happen that the pressure on the relevant extraction point decreases without the respective extraction quantity itself increases. The opposite is exactly what is desired, namely an increase in pressure.

Nach einer bekannten Lösung wird im Dampfstrom, welcher nach der Entnahme in der Turbine verbleibt, ein Drosselorgan eingebaut. Dieses gestattet den Druck bei erhöhter Entnahme zu halten oder sogar noch zu steigern. Von Nachteil ist allerdings die Tatsache, dass bei der Drosselung ganz empfindliche Energieverluste verursacht werden.According to a known solution is in the steam stream, which after removal remains in the turbine, a throttle device is installed. This allows printing to hold or even increase with increased withdrawal. However, it is a disadvantage the fact that throttling causes very sensitive energy losses will.

Eine weitere bekannte Lösung, bei welcher der Hauptdampfstrom die Turbine ungedrosselt durchströmt, sieht vor, die Wärmeabgabe an das Heiznetz über mehrere zu- und abschaltbare Wärmeaustauscher und gegebenenfalls durch Drosseln des obersten Anzapfdampfes zu regeln. Eine solche Schaltung bedingt mindestens einen Wärmeaustauscher mehr als die oben beschriebene Lösung und genügt zudem kaum den Ansprüchen an eine gute Wärmeregelung. Namentlich dann nicht, wenn die maximal erzeugbare elektrische Leistung der Turbogruppe vom Netz nicht voll abgenommen werden kann. In der Praxis werden deshalb beide genannten Lösungen kombiniert, wobei die Nachteile beider Regelungen in Kauf genommen werden.Another known solution in which the main steam flow is the The turbine flows through unthrottled, provides for the heat transfer to the heating network several heat exchangers that can be switched on and off and, if necessary, by throttling to regulate the uppermost bleed steam. Such a circuit requires at least one Heat exchanger more than the solution described above and is enough also hardly the demands on good heat regulation. Especially not when the maximum electrical power that the turbo group can generate from the network is not full can be removed. In practice, both of these solutions are therefore combined, whereby the disadvantages of both regulations are accepted.

Eine dritte bekannte Massnahme, die jedoch aus Kostengründen nicht gebräuchlich ist, besteht darin, dass hinter der Entnahmestelle der Turbine eine komplette Regelstufe nachgeschaltet wird. Der Dampfstrom wird der Turbine entnommen und in mehrere Stränge geteilt. Jeder Strang erhält ein Düsenventil und führt zu einer Düsengruppe einer mit veränderlicher Beaufschlagung arbeitenden Turbinenstufe.A third known measure, but not for cost reasons is common, is that behind the extraction point of the turbine a complete control stage is connected downstream. The steam flow is taken from the turbine and divided into several strands. Each branch receives a nozzle valve and leads to a group of nozzles of a turbine stage operating with variable admission.

Eine weitere, jedoch nicht besonders atraktive Massnahme ist jene, einen ganzen Niederdruck-Turbinenteil, der mit einer eigenen Welle einen getrennten Generator antreibt, während der ganzen Winterperiode abzuschalten.Another, but not particularly attractive, measure is that a whole low-pressure turbine part, which has a separate shaft with its own Generator drives to switch off during the whole winter period.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden und eine Regelung zu erstellen, welche es erlaubt, ohne wesentliche Wirkungsgradeinbusse der Turbine die Entnahmemenge über einen grossen Bereich zu variieren.The invention is based on the above-mentioned disadvantages to avoid and to create a regulation which allows it without essential Loss of efficiency of the turbine increases the extraction volume over a large area vary.

ErfiiidungsGemiss wird dies dadurch erreicht, dass in unmittelbarer Nahe der Arbeitsmittel-Entamestelle mindestens eine aus Leit- und Laufgitter bestehende Turbinenstufe mit schwenkbaren Leitschaufeln versehen ist.Compliance requirement is achieved by the fact that in the immediate Near the work equipment removal point, there is at least one consisting of a guide and a walkway Turbine stage is provided with pivotable guide vanes.

Besonders zweckmAssig ist es, wenn das erste stromabwärts der Entnahmestelle nachgeschaltete Schaufelgitter ein Leitgitter mit schwenkbaren Schaufeln ist.It is particularly useful if the first is downstream of the extraction point downstream vane grille is a guide grille with pivoting blades.

Ein Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass im Gegensatz zu bekannten Lösungen das in der Turbine verbleibende Arbeitsmittel nicht arbeitslos heruntergedrosselt wird. Zudem muss nicht die ganze Arbeitsmittelmenge der Turbine zuerst entnommen und nach erfolgter Anzapfung die verbleibende Menge über Drossel- oder Düsenventile wieder eingeführt werden, welches kostspielige und Strömungsverluste verursachende Massnahmen sind.One particular advantage is that in contrast to known solutions, the working fluid remaining in the turbine is not unemployed is throttled down. In addition, the turbine does not have to use the entire amount of working fluid first taken and after tapping the remaining amount via the throttle or nozzle valves are reintroduced, which are costly and flow losses causative measures are.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Leitschaufeln an der Einspannstelle mit einem Drehteller versehen, welcher mittels eines Drehzapfens in einem Futter der Turbine gelagert ist.In a preferred embodiment, the guide vanes are on the Clamping point provided with a turntable, which by means of a pivot pin is stored in a lining of the turbine.

Der Dreh zapfen wird dabei vorzugsweise über einen in einer Steuermanschette geführten Schwenkarm betätigt. Vorteilhaft bei einer derartigen Ausführung ist, dass die bisherigen Kenntnisse aus dem Turboverdichterbau, in welchem insbesondere Regelungen von Axialverdichtern durch Schaufelverstellung bewerkstelligt werden, übernommen werden können, womit kostspielige und langwierige Neuentwicklungen vermieden werden.The pivot pin is preferably in a control sleeve operated swivel arm. The advantage of such a design is that that the previous knowledge from the turbo compressor construction, in which in particular Regulations accomplished by axial compressors by adjusting the blades can be taken over, which means costly and lengthy new developments be avoided.

Besonders günstig ist es, wenn zwecks optimaler Verteilung des zur Verfügung stehenden Expansionsgefälles der Turbine auf mehrere aufeinanderfolgende und mit schwenkbaren Leitschaufeln versehene Turbinenstufen diese mit einer gemeinsamen, axial verschiebbaren Steuermanschette verbunden sind, wobei die Schaufeln der einzelnen Leitgitter zudem mit Schwenkarmen unterschiedlicher Länge versehen werden können.It is particularly favorable if for the purpose of optimal distribution of the for Available expansion gradient of the turbine on several successive ones and turbine stages provided with swiveling guide vanes, these with a common, axially displaceable control sleeve are connected, the blades of each Guide grids can also be provided with swivel arms of different lengths.

Im folgenden ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand beiliegender Zeichnung erläutert.In the following, the invention is based on an exemplary embodiment explained in the accompanying drawing.

Es zeigen: Fig. 1 einen Teil eines Wärmeschaltplanes eines Dampfturbinenkraftwerkes, Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt einer Dampfturbine, Fig. 3 einen Teil-Querschnitt der Dampfturbine gemäss Linie A-A in Fig. 2, Fig. 4 einen Ausschnitt eines Schaufelplanes als Abwicklung eines Zylinderschnittes durch den Strömungskanal nach Fig. 2.They show: FIG. 1 a part of a thermal circuit diagram of a steam turbine power plant, FIG. 2 shows a partial longitudinal section of a steam turbine, FIG. 3 shows a partial cross-section of the steam turbine according to line A-A in Fig. 2, Fig. 4 shows a section of a blade plan as a development of a cylinder section through the flow channel according to FIG. 2.

Anhand des Schaltplanes nach Fig. 1 wird zunächst die Wirkungsweise der kombinierten Strom- und Wärmeerzeugung in einem Heizkraftwerk auf Dampfturbinen-Grundlage betrachtet.With the aid of the circuit diagram according to FIG. 1, the mode of operation will first be described the combined generation of electricity and heat in a combined heat and power plant based on steam turbines considered.

Nicht gezeigt sind Hilfsantriebe und Apparate wie beispielsweise Pumpen, Regel- und Schliessorgane, Anzapfungen für die übliche Regenerativvorwärmung des Speisewassers usw., die alle zum Verständnis der Erfindung nichts beitragen. Die Strömungsrichtung der verschiedenen Medien wie Dampf, Kühlwasser und Heizwasser ist jeweils mit Pfeilen angegeben.Auxiliary drives and devices such as pumps, Control and closing devices, taps for the usual regenerative preheating of the Feed water, etc., all of which do not contribute anything to the understanding of the invention. the Direction of flow of the various media such as steam, cooling water and heating water is indicated with arrows.

Schematisch gezeigt sind die Elemente der Dampfturbogruppe, nämlich der einflutige Hochdruck- und Mitteldruckteil 1 mit der Frischdampfleitung 2, die zum zweiflutigen Niederdruckteil 3 führende Niederdruckdampfleitung 4 und der Turbogenerator 5. Die Abdampfleitungen 6,6' führen zur Kondensationsanlage, im vorliegenden Fall zu den beiden Kondensatoren 7,7', welche in Serie vom Kühlwasser durchströmt sind. (Zuströmleitung 8, Abströmleitung 9). Ueber die Leitung 44 wird das Kondensat der nicht gezeigten Vorwärmeranlage zugeführt.The elements of the steam turbine group are shown schematically, namely the single-flow high-pressure and medium-pressure part 1 with the main steam line 2, the The low-pressure steam line 4 leading to the double-flow low-pressure part 3 and the turbo generator 5. The exhaust lines 6,6 'lead to the condensation system, in the present case to the two condensers 7,7 'through which the cooling water flows in series. (Inflow line 8, outflow line 9). Via the line 44, the condensate is the not shown preheater supplied.

Diese besondere Schaltung der Kondensatoren, welche bei der Wärmeentnahme eine gewisse Rolle spielt, wird etwas eingehender betrachtet, da sie hinsichtlich der derzeitigen Forderungen der Behörden, wonach Kühlwasser nicht in unbeschränkten Mengen einem Gewässer entnommen werden darf, interessant ist. Diese dem Turbinenhersteller gemachte Auflage bedeutet, dass das Kühlwasser rückgekühlt werden muss, sei es, dass es in einem Nasskühlturm herunterrieselt und teilweise verdunstet, oder sei es vor allem, dass es im geschlossenen Rohrsystem eines trockenen Kühlturmes der Kühlwirkung eines Luftstromes ausgesetzt wird. Um die Kosten der Kühltürme nicht ungebührlich steigen zu lassen, ist man gezwungen, den Kühlwasserstrom zu verkleinern und das Wasser stärker zu erwärmen. Dies verschlechtert jedoch das Vakuum der Turbine und vermindert deren Leistung. Werden nun jedoch zwei Kondensatoren wasserseitig in Serie geschaltet, so erzeugt wenigstens einer der beiden das bessere Vakuum und der Schaden ist etwas kleiner.This special circuit of the capacitors, which is used when the heat is extracted plays a certain role, it will be considered in more detail as it relates to the current demands of the authorities, according to which cooling water is not in unlimited Quantities can be taken from a body of water, is interesting. These to the The condition made by the turbine manufacturer means that the cooling water is recooled must, be it that it trickles down in a wet cooling tower and partially evaporates, or above all that it is in the closed pipe system of a dry cooling tower is exposed to the cooling effect of an air stream. Not about the cost of the cooling towers To let rise unduly, one is forced to reduce the cooling water flow and to heat the water more strongly. However, this worsens the vacuum of the turbine and reduces their performance. However, there are now two capacitors on the water side connected in series, at least one of the two creates the better vacuum and the damage is a little smaller.

Von dem mit Wärme zu bedinenden Fernheizsystem ist die Vorlaufleitung 10, der Rücklaufleitung 11 und die drei Wärmeaustauscher 12,13 und 14, durch welche das als Wärmeträger dienende Wasser mittels der Pumpe 15 befördert wird, gezeigt.The flow line is from the district heating system to be operated with heat 10, the return line 11 and the three heat exchangers 12,13 and 14 through which the water serving as a heat transfer medium is conveyed by means of the pump 15, is shown.

Bei den Austauschern handelt es sich um Oberflächenaustauscher, in denen der der Turbine entnommene Dampf seine Wärme durch Kondensation an den Wärmeträger abgibt und somit dieses auf die benötigte Vorlauftemperatur erhitzt. Das in den Apparaten anfallende Kondensat wird über die Leitungen 45 und 46 jeweils dem vorausgehenden Austauscher 13 resp. 12 zugeführt. Die ganze in den Apparaten anfallende Kondensatmenge wird somit auf die Tiefsttemperatur des Prozesses gebracht-und über die Leitung 47 zum Kondensator 7' geführt und im selben dem Hauptstrom beigemischt Ueber die den Schieber 16 aufweisende Leitung 15 wird der Austauscher 12 mit Abdampf der Turbine beheizt, und zwar von demjenigen Niederdruckteil, welcher das schlechtere Vakuum aufweist. Dies setzt allerdings voraus, dass die Dampftemperatur höher ist als die Wassertemperatur des Rücklaufes 11, was vor allem im Sommer der Fall ist, wo das Kühlerwasser relativ warm, der Rücklauf des Heiznetzes hingegen infolge der herabgesetzten Vorlauftemperatur relativ kalt ist. Im Winter hingegen ist die Rücklauftemperatur des Heizwassers wärmer als die Abdampftemperatur in der Leitung 15, weshalb in dieser Jahreszeit der Schieber 16 geschlossen wird. Die Wärmeaustauscher 13 und 14 sind über die Leitungen 17 und 18 vom Anzapfdampf des Hochdruck- und Mitteldruckteils 1 beheizt. Wegen der niedrigeren Vorlauftemperatur wird der Austauscher 14, welcher vom wärmeren Dampf beaufschlagt ist, im Sommer nicht benötigt, so dass die Leitung 17 mittels dem Schieber 19 abgesperrt wird.The exchangers are surface exchangers, in which the steam extracted from the turbine gets its heat through condensation on the heat carrier releases and thus heats it to the required flow temperature. That in the Apparatus accumulating condensate is via the lines 45 and 46 of the previous one Exchanger 13 resp. 12 supplied. The entire amount of condensate accumulating in the apparatus is thus brought to the lowest temperature of the process - and over the line 47 to the condenser 7 'and added to the main stream in the same Above the line 15 having the slide 16 is the exchanger 12 with the exhaust steam The turbine is heated by the low-pressure part that has the worse Has vacuum. However, this assumes that the steam temperature is higher than the water temperature of the return line 11, which is especially the case in summer, where the cooler water is relatively warm, the return of the heating network, however, due to the reduced flow temperature is relatively cold. In winter, however, is the return temperature the heating water warmer than the evaporation temperature in line 15, which is why in this Season the slide 16 is closed. The heat exchangers 13 and 14 are Via lines 17 and 18 from the bleed steam of the high-pressure and medium-pressure parts 1 heated. Because of the lower flow temperature, the exchanger 14, which is acted upon by the warmer steam, not needed in summer, so the line 17 is shut off by means of the slide 19.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass selbst bei der gezeigten stark vereinfachten Anlage die sich stellenden Probleme nicht in den verschiedenen Schaltungsmöglichkeiten zu suchen sind, sondern vielmehr darin, eine Regelung vorzusehen, die die täglichen und jahreszeitlichen Schwankungen des Wärmebedarfs am besten beherrscht.From the foregoing it can be seen that even when shown strong simplified system not the problems that arise in the various circuit options are to be sought, but rather in providing a regulation that the daily and seasonal fluctuations in heat demand are best managed.

Wirtschaftliche Gegebenheiten fordern eine Zusammenarbeit der Heizturbine mit andern stromerzeugenden Kondensationsturbinen auf ein Stromnetz. Da anerkanntermassen die billigste Art der Stromerzeugung diejenige mittels Heizturbinen ist, ist man bestrebt, diese Maschinen vorzugsweise zur teilweisen Deckung der Grundlast heranzuziehen, das heisst, sie mit voller Frischdampfmenge zu beaufschlagen. Selbstverständlich wird die Turbine so ausgelegt, dass sie bei dem zeitmässig längstandauernden Wärmeverbrauch des Heiznetzes möglichst rational, z.B.Economic conditions require the heating turbine to work together with other power-generating condensing turbines on a power grid. As recognized the cheapest way to generate electricity is by means of heating turbines, is one endeavors to use these machines preferably to partially cover the base load, that is, to apply the full amount of live steam to them. Of course the turbine is designed in such a way that it can withstand the long-term heat consumption of the heating network as rationally as possible, e.g.

ohne unnötige Drosselung des Dampfstromes arbeitet.works without unnecessary throttling of the steam flow.

Von diesem häufigsten Wärmeverbrauch abweichende Werte, insbesondere Extremwerte, wie sie in sehr kalten oder sehr warmen Jahresperioden vorkommen, zwangen den Turbinenbauer bisher zu Lösungen, welche nicht mehr die volle Arbeitsfähigkeit des Dampfes ausnützten. Die in der Zeichnung oberhalb des Hoch-und Mitteldruckteils 1 eingezeichneten, gestrichelten Elemente entsprechen der bekannten und eingangs erwähnten Lösung. Die ganze Dampfmenge wird über die Leitungen 20 resp. 23 der Turbine entnommen, die jeweils benötigte Entnahmemenge wird über die Leitungen 17a resp. 18a den jeweiligen Wärmeaustauschern 14 und 13 zugeführt, während der verbleibende Hauptteil mit den Drosselorganen 21 resp. 24 heruntergedrosselt wird und über die Leitungen 22 resp. 25 der Turbine wieder zugeführt wird. Die gestrichelten Trennlinien 42,43 deuten an, dass hinter den Entnahmestellen die Turbine unterbrochen ist. Die Drosselorgane 21 resp. 24 gestatten bei erhöhter Dampfentnahme den Druck an der Entnahmestelle zu halten oder sogar zu steigern, dies allerdings mit erheblichen Energieverlusten.Values deviating from this most common heat consumption, in particular Extreme values, as they occur in very cold or very warm annual periods, forced the turbine manufacturer to solutions that no longer provide full working capacity take advantage of the steam. The one in the drawing above the high and medium pressure part 1 drawn, dashed elements correspond to the known and initially mentioned solution. The whole amount of steam is via the lines 20, respectively. 23 of the turbine taken, the required withdrawal amount is via the lines 17a, respectively. 18a fed to the respective heat exchangers 14 and 13, while the remaining Main part with the throttle organs 21, respectively. 24 is throttled down and over the Lines 22 resp. 25 is fed back to the turbine. The dashed dividing lines 42.43 suggest that the turbine is interrupted behind the tapping points is. The throttle organs 21 respectively. 24 allow the pressure to increase with increased steam extraction to hold at the extraction point or even to increase, but this with considerable Energy losses.

Die erfindungsgemässe Lösung, in Fig. 2 vereinfacht dargestellt, erlaubt den Verzicht auf die für den vollen Dampfstrom auszuführenden und daher kostspieligen Elemente 20 bis 25 sowie der nicht näher bezeichneten Mittel 42,43. Die für die Wärmeabgabe an das Heiznetz benötigte Druckhöhe an der Entnahmestelle wird über stromabwärts der Entnahmestelle angeordnete, verstellbare Leitschaufeln 26 geregelt. Im vorliegenden Fall mündet die Entnahmestelle in den Ringkanal 27, in welchem der zu entnehmende Dampf gesammelt wird und in die Rohrleitungen 17 resp. 18 (Fig. 1) einströmt. Die Lagerung der Leitschaufeln 26 im Futter 30 erfolgt über die Drehteller 31 und die Drehzapfen 32. Die Anordnung des Futters 30 im Turbinengehäuse 38 sowie die Lagerung der Laufschaufeln 28 im Turbinenrotor 29 sind nur schematisch angedeutet. An den aus dem Futter 30 herausragenden Enden der Dreh zapfen 32 greifen die Schwenkarme 33 an, welche mit den Fingern 34 und den Rollen 35 in die Ringnuten 36 der Steuermanschette 37 ragen. Zur Schwenkung der Leitschaufeln 26 genügt nunmehr eine einfache axiale Verschiebung der Steuermanschette 37, deren Steuerung der Uebersichtlichkeit wegen nicht dargestellt ist.The solution according to the invention, shown in simplified form in FIG. 2, allows dispensing with those that have to be carried out for the full steam flow and are therefore expensive Elements 20 to 25 and the unspecified means 42, 43. The for the Heat release to the heating network required pressure head at the extraction point is about adjustable guide vanes 26 arranged downstream of the extraction point. In the present case, the extraction point opens into the annular channel 27, in which the steam to be removed is collected and into the pipes 17, respectively. 18 (Fig. 1) flows in. The guide vanes 26 are stored in the chuck 30 via the turntable 31 and the trunnions 32. The arrangement of the chuck 30 in the turbine housing 38 as well the mounting of the rotor blades 28 in the turbine rotor 29 are only indicated schematically. At the protruding from the chuck 30 ends of the pivot pin 32 engage the pivot arms 33, which with the fingers 34 and the rollers 35 in the annular grooves 36 of the control sleeve 37 tower. A simple axial rotation is now sufficient for pivoting the guide vanes 26 Displacement of the control sleeve 37, the control of which for the sake of clarity is not shown.

Besonders günstig ist die gezeigte Anordnung, bei welcher mehrere Stufen mit schwenkbaren Leitschaufeln versehen sind, da hierdurch Verschiebungen der Expansionsgefälle, die durch die Regelung eines bestimmten Entnahmedruckes verursacht werden, auf mehrere Stufen verteilt werden. Diese Verteilung gestattet den betreffenden Stufen, mit nur sehr geringer Wirkungsgradeinbusse zu arbeiten. Eine noch feinere Unterteilung der Stufengefälle kann dadurch erreicht werden, dass bei gleichzeitiger Betätigung den entsprechenden Leitreihen verschiedene Schwenkwinkel zugeordnet werden. Dies kann dadurch geschehen, dass die Leitreihen mit Schwenkarmen 33 unterschiedlicher Länge versehen werden (nicht dargestellt).The arrangement shown, in which several Steps are provided with swiveling guide vanes, as this causes displacements the expansion gradient caused by the regulation of a certain extraction pressure can be distributed over several levels. This distribution allows those concerned Steps to work with only a very small loss of efficiency. An even finer one Subdivision of the graded gradient can be achieved at the same time When actuated, different swivel angles can be assigned to the corresponding guide rows. This can be done in that the guide rows with pivot arms 33 different Length can be provided (not shown).

In Fig. 3 sind gleiche Teile wie in Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen versehen. Hingewiesen wird lediglich auf die wegen Platzgründen geröpften Schwenkarme 33 sowie auf die besonders einfache Konstruktion, mit welcher die Uebertragung der geradlinigen Bewegung der Steuermanschette 37 in die Drehbewegung der Schwenkarme 33 und somit der Leitschaufeln 26 um -gesetzt wird. Die Steuermanschette 37, welche selbstverständlicht aus mehreren Segmenten bestehen kann, ist fabrikationstechnisch ein einfaches Drehteil; desgleichen sind die Nuten 36 durch problemlose Drehoperationen hergestellt.In Fig. 3, the same parts as in Fig. 2 are given the same reference numerals Mistake. Reference is only made to the swivel arms, which are ripped due to lack of space 33 as well as the particularly simple construction with which the transmission of the rectilinear movement of the control sleeve 37 in the rotary movement of the pivot arms 33 and thus the guide vanes 26 is implemented. The control sleeve 37, which can of course consist of several segments is manufacturing technology a simple rotating part; so are the grooves 36 by easy turning operations manufactured.

Die Wirkungsweise der Erfindung wird nun anhand des Schaufelplanes in Fig. 4 näher erläutert. Mit 26 sind wiederum die Leitschaufeln, mit 28 die Laufschaufeln bezeichnet. Der sonst übliche Befestigungsfuss der Leitschaufeln 26 ist durch den Drehteller 31 ersetzt, welcher um die Achse 39 schwenkbar ist. Die Bezugszeichen A, B und C geben anhand der Stellung der Schaufelenden drei typische Lagen der Leitschaufeln 26 an. Hierbei entspricht die Lage B etwa mittleren Strömungsverhältnissen in der Turbine, Verhältnissen also, nach welchen bei Zugrundelegung von durchschnittlichen Dampfentnahmemengen die Stufen optimiert sind.The mode of operation of the invention will now be based on the blade plan in Fig. 4 explained in more detail. With 26 the guide vanes are again, with 28 the rotor blades designated. The otherwise usual mounting foot of the guide vanes 26 is through the Turntable 31 replaced, which is pivotable about axis 39. The reference signs A, B and C give three typical positions of the guide vanes based on the position of the vane ends 26 at. The position B corresponds approximately to the mean flow conditions in the Turbine, that is, conditions according to which on the basis of average Steam withdrawal levels are optimized.

Werden die Leitschaufeln 26 nun in Richtung der Stellung A gedreht, so verkleinert sich der Durchströmquerschnitt des Leitgitters, wodurch der Druck an der stromaufwärts vom Leitgitter liegenden Entnahmestelle erhöht wird. Dies bewirkt naturgemäss eine Steigerung der Entnahmemenge. Bei diesem Vorgang wird der in der Turbine verbleibende Hauptstrom jedoch nicht verlustbehaftet heruntergedrosselt, wie das bei Anwendung der bekannten Drosselorgane der Fall ist.If the guide vanes 26 are now rotated in the direction of position A, this reduces the flow cross-section of the guide grille, which reduces the pressure is increased at the extraction point located upstream of the guide grille. this causes naturally an increase in the amount withdrawn. During this process, the one in the Turbine remaining main flow but not throttled down with loss, as is the case with the use of the known throttling devices.

Die Drucksenkung im Leitgitter erfolgt zudem nicht arbeitslos, da durch den nunmehr kleineren Durchströmquerschnitt zwischen zwei benachbarten Schaufeln die Strömung stark beschleunigt wird und aufgrund des sehr spitzen Abströmwinkels die tangentiale Komponente der relativen Zuströmgeschwindigkeit zum Laufgitter erhöht wird. Da dieses mit unveränderten Abströmwerten (Winkel, relative Geschwindigkeit) arbeitet, vergrössert sich die tangentiale Geschwindigkeitsänderung der Strömungsgeschwindigkeit beim Durchtritt durch das Laufgitter. Nach der Euler-Gleichung hat dies eine Erhöhung des Arbeitsumsatzes je Mengeneinheit zur Folge.The pressure reduction in the baffle is also not unemployed because due to the now smaller flow cross-section between two adjacent blades the flow is greatly accelerated and due to the very acute outflow angle the tangential component of the relative inflow velocity to the playpen increases will. Since this with unchanged discharge values (Angle, relative Speed), the tangential change in speed increases the flow velocity when passing through the playpen. According to the Euler equation this results in an increase in the labor turnover per unit of measure.

Soll weniger Wärme an das Heiznetz abgegeben werden, so wird die Entnahmemenge durch Schwenken der Leitschaufeln 26 in Richtung der Lage C verringert. Es wird demnach nur die benötigte Dampfmenge entnommen, was der Gesamtanlage gestattet, die volle Arbeitsfähigkeit sowohl des Entnahmestromes als auch des in der Turbine verbleibenden Hauptstromes zu nutzen.If less heat is to be given off to the heating network, the amount withdrawn is reduced by pivoting the guide vanes 26 in the direction of position C. It will therefore only the required amount of steam is withdrawn, which allows the entire system to the full working capacity of both the extraction flow and that in the turbine to use the remaining main stream.

Im Gegensatz hierzu unterliegt bei der eingangs erwähnten zweiten bekannten Methode die Entnahmemenge einer verlustbehafteten Drosselregelung.In contrast, it is subject to the second mentioned above known method the withdrawal amount of a lossy throttle control.

Die Relation zwischen der jeweils einzustellenden Schaufellage und dem geforderten Bedarf an Wärme und elektrischer Energie wird nachstehend tabellarisch dargestellt. Es versteht sich, dass im vorliegenden Rahmen auf die Bekanntgabe von Absolutwerten verzichtet wird, da diese wegen ihrer Abhängigkeit von allzu zahlreichen Parametern ohnehin keinerlei Aussagewert besitzen. Um dennoch eine Idee von der Grössenordnung der erforderlichen Schaufelschwenkung zu vermitteln, wurde bei gegebener Schaufelung und gegebenen Eintritts- und Entnahmedaten ein Beispiel durchgerechnet.The relation between the respective blade position to be set and the required heat and electrical energy requirements are shown in the table below shown. It goes without saying that in the present context on the announcement of Absolute values are dispensed with, as these are due to their dependence on too numerous Parameters have no informative value anyway. To still get an idea of the To convey the order of magnitude of the required blade pivoting was given Shoveling and given inlet and Extraction data an example calculated.

Zugrunde gelegt wurden atmosprische Temperaturen von 25 0C, 100C und -50C, welche Werte jeweils einem tiefen, mittleren resp. hohen Heizbedarf entsprechen.Atmospheric temperatures of 25 0C, 100C and -50C, which values each correspond to a low, medium or. correspond to high heating requirements.

Die Angaben über die zu erzeugende elektrische Leistung "grösstmöglich" und "reduziert" beziehen sich auf eine "Vollast-" resp.The information about the electrical power to be generated is "as large as possible" and "reduced" refer to a "full load" resp.

"Teillast-" Fahrweise der Turbinenanlage."Partial load" mode of operation of the turbine system.

Die in der Tabelle angegebenen Zahlenwerte beziehen sich auf die engste Kanalbreite a (der Uebersichtlichkeit wegen nur beim Laufgitter in Fig. 4 eingetragen). Der Kanalbreite bei mittlerer Schaufelstellung B ist der Wert a = 100% zugeordnet. s Erzeugung Kanalbreite bei Heizbedarf: elek.Energie: tief mittel hoch grösstmöglich 150% 100% 40% reduziert 90% 60% 30% Der Höchstwert 150% und der Tiefstwert 30% entsprechen den dargestellten Endlagen A resp. C. Aus diesen Endlagen der Leitschaufeln 26 und aus obiger Mengenbetrachtung ist ersichtlich, dass die tangentiale Komponente der Zuströmgeschwindigkeit zum Laufgitter ganz erheblich variieren kann.The numerical values given in the table relate to the narrowest channel width a (for the sake of clarity only entered for the playpen in FIG. 4). The channel width with the middle blade position B is assigned the value a = 100%. s Generation of channel width when heating is required: electrical energy: low medium high as much as possible 150% 100% 40% reduced 90% 60% 30% The maximum value 150% and the minimum value 30% correspond to the illustrated end positions A resp. C. From these end positions of the guide vanes 26 and from the above quantitative considerations, it can be seen that the tangential component of the inflow speed to the treadmill can vary considerably.

Es ist deshalb angebracht, die Eintrittskanten der Laufschaufeln so zu gestalten, dass sie die verschiedenen Zuströmrichtungen möglichst verlustlos verarbeiten können. Dies kann beispielsweise durch zweckmässiges Abrunden der Laufschaufeleintrittspartie geschehen.It is therefore appropriate to keep the leading edges of the blades like this to design that the various inflow directions are as lossless as possible can process. This can be done, for example, by appropriately rounding off the rotor blade inlet section happen.

Claims

1. Turbine control of a thermal power station for combined A ~ "electricity and heat generation, after which the turbine partially expanded working fluid is taken, which its heat in at least one heat exchanger to a Heating means - preferably water - emits, characterized in that in the immediate Near the work equipment extraction point, there is at least one consisting of a guide and a walkway Turbine stage is provided with pivotable guide vanes (26).

2. Turbine control according to claim 1, characterized in that that the first shovel grille connected downstream of the extraction point Guide grid with pivoting blades (26) is.

3. Turbine control according to claim 1, characterized in that that the guide vanes (26) are provided with a turntable (31) at the clamping point are mounted in a chuck (30) of the turbine by means of a pivot (32) and that the pivot pin (32) is guided via a control sleeve (37) Swivel arm (33) is rotatable.

4. Turbine control according to claim 1, characterized in that that the pivotable guide vanes (26) of several turbine stages from a common, axially displaceable control collar (37) are adjustable.

5. Turbine control according to claim 1, characterized in that that for the purpose of optimal distribution of the available expansion gradient on several successive and with pivotable guide vanes (26) provided Turbine stages have the same swivel arms (39) of different lengths.