DE2643737A1

DE2643737A1 - Elektrizitaetskraftwerk mit turbinen-beschleunigungssystem

Info

Publication number: DE2643737A1
Application number: DE19762643737
Authority: DE
Inventors: Andrew S Braytenbah; Karl O Jaegtnes
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1975-09-30
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1977-04-07
Also published as: CH598478A5; JPS5243005A; IT1068328B; CA1091767A; FR2326572A1; ES451915A1; US4015430A; BE846795A; SE7610797L; GB1503890A

Description

Dfpl.-!ng. Peter-C. Srekc

4 Düsseldorf 1 ■ Schadowplatz 9

Düsseldorf, 28. Sept. 1976 7674
44,990

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh·, Pä.y V.' Sf; A.

Elektrizitätskraftwerk mit Turbinen-
Beschleunigungssystem·

Die Erfindung betrifft ein Elektrizitätskraftwerk, das ein
Steuersystem für die Turbinenbeschleunigung besitzt.

Bei einem Dualturbinen-Elektrizitätskraftwerk werden zwei
Dampfturbinen verwendet, die unabhängig voneinander aus einer gemeinsamen Dampfversorgung mit Dampf versorgt werden und zugehörige elektrische Generatoren antreiben. Ein Elektrizitätskraftwerk mit Doppelturbine besitzt den Vorteil, daß bei einem Fehler eines Bauteils der Turbine oder der zugehörigen Dampfleitungen, Steuerventile und des zugehörigen Kondensators nur die eine Turbine abgeschaltet werden muß, nicht jedoch beide
Turbinen, so daß bis zu 50 % des Gesamtausganges des Elektrizitätskraftwerkes während einer derartigen Abschaltung noch erzeugt werden kann. Bei einem Elektrizitätskraftwerk mit nur
einer einzigen Turbine führt ein Fehlverhalten zum Abschalten der gesamten Kraftwerkskapazität, bis die notwendigen Repara-

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Telefon (O211) 32 08 58 Telegramme Custopat

türen durchgeführt sind.

Wenn ein Elektrizitätskraftwerk, sei es nun ein Kraftwerk mit nur einer Turbine oder mit Doppelturbine, einen gasgekühlten Hochtemperatur-Kernreaktor (HTGR = high temperatur gas-cooled nuclear reactor) in der DampfVersorgung besitzt, liefert ein überhitzungssegment eines Dampfgenerators überhitzten Dampf an einen Hochdruckabschnitt einer Turbine, während ein Rückheizsegment des Dampfgenerators rückerhitzten Dampf an einen entsprechenden Niederdruckabschnitt der Turbine liefert. Im allgemeinen verbessert der überhitzte Dampf den Wirkungsgrad, mit dem der Turbinengenerator die Dampfenergie in elektrische Energie umwandelt. Um den Dampferzeuger gegenüber zu niedrigem Dampfdurchfluß durch seine überhitzungs- und Rückerhitzungssegmente zu schützen, ist eine Umgehungsleitung über jedem Turbinenabschnitt vorgesehen, um den gewünschten minimalen Dampfdurchfluß durch ein Segment auch dann zu gewährleisten, wenn der Gesamt-Dampfdurchfluß von diesem Segment durch die Turbinenabschnitte geringer ist als das erwünschte Minimum.

Bei einer bestimmten Kraftwerksart ist eine DampfVersorgung vorhanden, die einen gasgekühlten Hochtemperatur-Nuklearreaktor enthält, wobei Hilfsdampfturbinen in dem Dampfweg angeordnet sind, die den Dampf nach dem Durchtritt durch die Hochdruck-Turbinenabschnitte und ihre zugehörigen Umgehungsleitungen zum Einlaß des RückheizSegmentes führen. Die Hilfsdampfturbinen treiben Einrichtungen zum Zirkulieren des Kühlgases durch den Reaktor und den Dampfgenerator an. Zu der Zeit, zu der Dampf

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durch die Umgehungsleitungen fließt, die mit den Niederdruck-Turbinenabschnitten verbunden sind, ist es wünschenswert, den Dampfdruck am Auslaß des Rückheizsegmentes zu steuern, da eine derartige Steuerung die Steuerung der Geschwindigkeit der Gas-Zirkulationseinrichtungen verbessert und damit auch die Steuerung der Durchflußgeschwindigkeit des Kühlgases durch den Nuklearreaktor.

Ein wichtiger Aspekt beim Betrieb eines Turbinengenerators liegt in der Beschleunigung des Generators auf Synchron-Drehgeschwindigkeit, bei der der Generator mit dem zugehörigen Leistungsnetzwerk verbunden werden kann. Vor dem Beginn einer derartigen Beschleunigung wird der Turbinengenerator von einem Antriebsmotor gedreht, typischerweise mit einigen Umdrehungen pro Minute, während die Turbinenteile mittels eines leichten Dampfstromes angewärmt werden. Wenn die Beschleunigung beginnt, wird der Turbinengenerator von dem Antriebsmotor abgetrennt und die Wellen-Drehgeschwindigkeit dadurch gesteuert, daß der Dampfstrom durch die Turbinenabschnitte beeinflußt wird. Im allgemeinen wird die Rotationsgeschwindigkeit der Welle von der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit auf Synchrongeschwindigkeit mit einer solchen Rate erhöht, daß kein Turbinenteil schädlichen thermischen Belastungen ausgesetzt wird.

Wenn ein Turbinengenerator Dampf von einer Quelle verwendet, die einen gasgekühlten Hochtemperatur-Nuklearreaktor sowie Hilfsdampfturbinen enthält, die in der oben beschriebenen Weise zum Antrieb der Kühlgas-Zirkulatoren vorgesehen sind,

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macht es die Anwesenheit der Hilfsturbinen notwendig, daß Dampf von dem Rückheizsegment wie auch von dem Überhitzungssegment sich auf einem erhöhten Druck befindet, wenn die Beschleunigung beginnt. Wegen des erhöhten Druckes des aus dem Rückheizsegment austretenden Dampfes kann die Beschleunigung des Turbinengenerators nicht einfach dadurch gesteuert werden, daß das zum Einlaß des Niederdruckabschnitts führende Durchfluß-Steuerungsventil voll geöffnet wird, während gleichzeitig versucht wird, durch Einstellung des zum Einlaß des Hochdruckabschnittes führende Durchfluß-Steuerungsventil die Wellengeschwindigkeit geregelt wird. Statt dessen müssen die beiden Dampfdurchflüsse durch den Hochdruck-Turbinenabschnitt wie auch durch den entsprechenden Niederdruckabschnxtt während der Beschleunigung gesteuert werden. Zur gleichen Zeit sollte der Dampfdruck am Auslaß des RückheizSegmentes auf den gewünschten Wert einreguliert werden.

Bei einem bereits vorgeschlagenen System zur Steuerung der Beschleunigung eines Turbinengenerators bei einem mit nur einer Turbine ausgestatteten Elektrizitätskraftwerk, bei dem die Dampfversorgung einen Hochtemperatur-Nuklearreaktor umfaßt, der von einem Gas gekühlt wird, das durch die oben beschriebene Hilfsdampfturbine zirkuliert wird, umfaßt die Steuerung zur Beeinflussung des von dem Rückheizsegment austretenden Dampfdruckes sowohl eine proportionale als auch eine integrale Betriebsart. Bei einem Doppelturbinen-Kraftwerk kann der gemeinsame Betrieb von zwei derartigen Steuerungen zu einem Ungleichgewicht zwischen den Dampfströmen durch die Umgehungsleitungen

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führen, die mit den Niederdruck-Turbinenabschnitten verbunden sind. Das vorgeschlagene System ermöglicht einen Dampfstrom durch einen Niederdruck-Turbinenabschnitt durch öffnen eines Ventils mit zwei Stellungen, wobei der Dampfstrom sich in Abhängigkeit von den Durchfluß-Eigenschaften des Ventils und des Turbinenabschnitts ändern kann, die typischerweise von der Temperatur abhängig sind. Derartige Veränderungen können die Wellengeschwindigkeit beeinflussen, die von dem Dampfstrom durch einen Hochdruck-Turbinenabschnitt gesteuert wird.

Offensichtlich besteht das Bedürfnis zur Schaffung eines Beschleunigungs-Steuerungssystems für einen an ein Dampfversorgungssystem angeschlossenen Turbinengenerator, bei dem sowohl -der erste als auch der zweite Dampfstrom durch die Turbinenabschnitte während der Beschleunigung gesteuert werden müssen, wobei vorzugsweise das Steuerungssystem nur den einen Dampfstrom zum Zwecke der Beeinflussung der Wellengeschwindigkeit kontrolliert, während der andere Dampfstrom relativ konstantgehalten wird. Ein derartiges Steuerungssystem kann mit Vorteil sowohl bei Kraftwerken mit nur einer als auch mit dualer Turbine angewendet werden. Weiterhin ist es wünschenswert, daß ein derartiges System den Dampfstrom auswählt, der für Geschwindigkeits-Steuerungszwecke gemäß dem Geschwindigkeitsbereich, innerhalb dem der Turbinengenerator arbeitet, verändert wird. Wenn mehr als ein Ventil zur Veränderung des Dampfstromes für Geschwindigkeits-Steuerungszwecke vorhanden ist, wird das benutzte Steuerungsventil ao ausgewählt, daß in vorteilhafter Weise sich seine Stromsteuerungs-Eigenschaften an

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den Geschwindigkeitsbereich anpassen, den es beherrschen muß. Insbesondere bei einem Kraftwerk mit einem gasgekühlten Hochtemperaturreaktor im Dampfversorgungssystem beeinflußt vorteilhafterweise das Steuerungssystem noch zusätzlich den Dampfstrom durch die Umgehungsleitungen, die mit dem Niederdruck-Turbinenabschnitt verbunden sind, um den Dampfdruck am Auslaß des Rückerhitzungssegmentes auf den gewünschten Wert einzuregeln. Derartige Druckregelungen verbessern die oben erwähnte Steuerung der Geschwindigkeit der Kühlgas-Zirkulatoren, verbessern die Genauigkeit der Steuerung der Wellengeschwindigkeit und stellen einen gewünschten Mindestdurchtritt von Dampf durch das Rückheizsegment sicher.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Elektrizitätskraftwerk zu schaffen, dessen Steuerungssystem für die Turbinenbeschleunigung verbessert ist.

Die Erfindung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Die Erfindung richtet sich also insbesondere auf ein Elektrizitätskraftwerk von der Art, die einen Dampfgenerator mit einem überhitzungssegment besitzt, in dem durch Wiederaufheizen des Dampfes überhitzter Dampf erzeugt wird. Das Kraftwerk besitzt einen Turbinengenerator, der einen Hochdruck-Turbinenabschnitt umfaßt, der so angeordnet ist, daß ein erster Dampfstrom von dem Auslaß des Überhitzungssegments durch ihn hindurchtritt, sowie einen Niederdruck-Turbinenabschnitt, der so angeordnet ist, daß durch diesen Abschnitt ein zweiter Dampfstrom von

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einem Auslaß des RückheizSegmentes hindurchtritt, wobei Hoch- und Niederdruck-Turbinenabschnitt antriebswellenmäßig an elektrische Generatoreinrichtungen angekoppelt sind. Desweiteren sind erste Umgehungseinrichtungen vorgesehen, um Dampf von dem Auslaß des überhitzungsSegmentes zum Auslaß des Hochdruck-Turbinenabschnittes zu leiten, wobei der Auslaß des Hochdruck-Turbinenabschnittes mit einem Einlaß des RückheizSegmentes verbunden ist. Weiterhin sind zweite Umgehungseinrichtungen vorgesehen, um Dampf von dem Auslaß des RückheizSegmentes zum Auslaß des Niederdruck-Turbinenabschnittes zu leiten. Desweiteren sind Einrichtungen zum Erzeugen eines ersten Signals vorgesehen, das für die gewünschte Wellengeschwindigkeit des Turbinengenerators repräsentativ ist, außerdem Einrichtungen, die so angeschlossen sind, daß sie die Wellengeschwindigkeit des Turbinengenerators messen und ein zweites Signal erzeugen, das die gemessene Wellengeschwindigkeit angibt. Erfindungswesentlich ist nun, daß entweder der erste oder der zweite Dampfstrom aufgrund einer Differenz, zwischen erstem und zweitem Signal verändert wird, um diese Differenz zu vermindern, wobei die gemessene Wellengeschwindigkeit gemäß der gewünschten Wellengeschwindigkeit gesteuert wird, während der nicht zum Zwecke der Steuerung der Wellengeschwindigkeit veränderte erste oder zweite Dampfstrom auf einem im wesentlichen konstanten Pegel gehalten wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

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Es zeigt:

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Elektrizitätskraftwerk;

Fig. 2 Einzelheiten eines Umgehungs-Steuerungssystems, das in dem Kraftwerk der Fig. 1 enthalten ist;

Fig. 3A und 3B

graphische Erläuterungen des Betriebs des ümgehungs-Stuerungssystems der Fig. 2;

Fig. 4 schematisch Einzelheiten eines erfindungsgemäßen Beschleunigungs-Steuerungssystems, das in dem Kraftwerk der Fig. 1 enthalten ist;

Fig. 5 schematisch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektriz itätskraftwerks;

Fig. 6 schematisch Einzelheiten eines erfindungsgemäßen und in dem Kraftwerk der Fig. 5 enthaltenen Beschleunigungs-Steuerungssystems;

Fig. 7 schematisch ein Elektrizitätskraftwerk;

Fig. 8 ein für das Elektrizitätskraftwerk der Fig. 7 verwendbares erfindungsgemäßes Beschleunigungs-Steuerungssystem; und

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IS

Fig. 9 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigungs-Steuerungssystems zur Benutzung bei dem in Fig. 7 dargestellten Kraftwerk.

Gemäß Fig. 1 treiben drei HeIium-Zirkulatoren HeIium-Kühlgas im Kreislauf durch einen gasgekühlten Hochtemperaturreaktor 100 sowie durch einen zugehörigen Dampfgenerator. Die Dampfgeneratoren 101A, 101B und 101C sind mit entsprechenden Helium-Zirkulatoren 102A, 102B bzw. 102C verbunden. Heißes Kühlgas wird von dem Reaktor 100 ausgegeben und transportiert im Reaktor erzeugte Wärme zu jedem der drei Dampfgeneratoren. Ein Dampfgenerator empfängt Hitze von dem ihn durchfließenden Reaktor-Kühlgas, um überhitzten und rückerhitzten Dampf zu erzeugen. Jedem der Dampfgeneratoren wird Speisewasser über Leitungen 103 zugeführt, das durch einen Vorwärmerabschnitt, einen Verdampferabschnitt und einen Oberhitzerabschnitt in jedem Dampfgenerator hindurchfließt, überhitzter Dampf wird von dem Dampfgenerator mittels der Leitungen 104A, 104B und 104C abgegeben, die den überhitzten Dampf zu einem Hauptdampfsammler 105 führen. Jeder Dampfgenerator enthält auch ein Rückheizsegment und benutzt vom Reaktor erzeugte Wärme, um den Dampfstrom durch das eingeschlossene Rückheizsegment erneut aufzuheizen. Die gestrichelte Linie in Fig. 1 illustriert den Einschluß des RückheizSegmentes (RHA = reheater section A) in dem Dampfgenerator 101A. Rückheizer RHB und RHC sind in ähnlicher Weise in den Dampfgeneratoren 101B und 101C eingeschlossen. Kaltes Reaktor-Kühlgas wird von dem Dampfgenerator ausgegeben und mittels des zugehörigen HeliumEirkulators zum Reaktor 100 zurück und durch diesen

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hindurch gepumpt. Es sei betont, daß ein typisches Kraftwerk mit gasgekühltem Hochtemperaturreaktor auch eine Zahl von Dampfgeneratoren und zugehörigen Heliumzirkulatoren benutzen kann, die von der Zahl drei abweicht, abhängig von der thermischen Generatorkapazität des Reaktors 100. Zusätzliche Dampfgeneratoren würden so angeschlossen werden, daß sie über die Leitung 103 Speisewasser empfangen wurden und überhitzten Dampf an den Hauptdampfsammler 105 abgeben wurden.

Von dem Hauptdampfsammler 105 kann der Dampf durch ein Drosselventil 106 (TV = throttle valve) und ein Regelventil 107 (GV = governor valve) zum Einlassen einer Hochdruckturbine 108 (HP = high pressure) geleitet werden. Von der Hochdruckturbine 108 abgegebener Dampf wird einem kalten Rückheizsammler 109 zugeführt. Die Hochdruckturbine 108 treibt eine Welle 110 mit einer Mitteldruckturbine 111 (IP = intermediate pressure), einer Niederdruckturbine 112 (LP = low pressure) und einem Generator 113 an, im folgenden als "A"-Turbinengenerator bezeichnet. Umgehungsleitungen 114 und 115 sind zwischen dem Hauptdampfsammler 105 und dem kalten Rückheizsammler 109 vorgesehen und Umgehungsventile 116 und 117 (BV = bypass valve) sind angeschlossen, um den Dampfstrom durch die Leitungen 114 bzw. zu regeln. Dampf kann auch von dem Hauptdampfsammler 109 durch ein Drosselventil 118, ein Regelventil 119 und eine Hochdruckturbine 120 zum kalten Rückheizsammler 109 fließen. Die Hochdruckturbine 120 treibt eine Welle 121 mit einer Mitteldruckturbine 122, einer Niederdruck-Turbine 123 und einem Generator 124 an, im folgenden mit ¹¹B"-Turbinengenerator bezeichnet.

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Für den günstigsten Dampfgenerator-Betrieb muß der Dampfstrom durch die überhitzerSegmente auf einem Pegel gehalten werden, der zumindest gleich einem gewünschten minimalen Dampfstrom ist. Wenn der kombinierte Dampfstrom durch die Turbinen 108 und 120 geringer ist als das gewünschte Minimum, werden die Umgehungsventile 116 und 117 so eingestellt, daß der gewünschte minimale Dampfstrom durch die Überhitzersegmente aufrechterhalten wird. Wenn der kombinierte Dampfstrom durch die Turbinen 108 und 120 das gewünschte Minimum überschreitet, werden die Ventile 116 und 117 geschlossen. Ein ähnlicher minimal gewünschter Dampfstrom muß in den RückheizSegmenten aufrechterhalten werden. Zur Erläuterung sei angenommen, daß der gewünschte minimale Dampfstrom ausreicht, um 25 % des maximalen Kraftwerksausgangs zu erzeugen. Selbstverständlich kann der Kraftwerksausgang entsprechend dem gewünschten minimalen Dampfstrom sich verändern, abhängig von der jeweiligen Ausführung der Dampfgeneratoren. Es sei darauf hingewiesen, daß jedes der Drosselventile 106 und 118 und jedes der Regelventile 107 und 119 in der Praxis mehreren derartigen Ventilen entsprechen kann.

Eine Hilfsdampfturbine ASTA (= auxiliary steam turbine A) benutzt Dampf von dem kalten Rückheizsammler 109, um den Helium-Zirkulator 102A anzutreiben. Ähnliche HiIfsdamfturbinen ASTB und ASTC nutzen Dampf von dem kalten Rückheizsammler 109, um die Helium-Zirkulatoren 102B bzw. 102C anzutreiben. Eine gestrichelte Linie, die die Hilfsdampfturbine ASTC und den Helium-Zirkulator 102C miteinander verbindet, erläutert die Drehkopplung dieser Elemente. Ein Steuerungsventil (CV = control valve),

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- vt -

das mit jeder Hilfsdampfturbine verbunden ist, regelt den Dampfstrom durch die Hilfsturbine und regelt damit die Strömungsrate des Reaktor-Kühlgases durch den entsprechenden Helium-Zirkulator. Abgegebener Dampf von der Hilfsdampfturbine ASTA läuft zum Einlaß des Rückheizers RHA und von den Hilfsdampfturbxnen ASTB und ASTC abgegebener Dämpf wird in ähnlicher Weise an die Einlasse von entsprechenden Rückheizern RHB und RHC abgegeben. Eine Umgehungsleitung und ein Umgehungsdurchfluß-Steuerungsventil sind zwischen dem kalten Rückheizsammler 109 und dem Einlaß von jedem der Rückheizsegmente RHA, RHB und RHC verbunden. Wenn der in den kalten Rückheizsammler 109 einfließende Gesamtdampfstrom den durch die Hilfsdampfturbxnen fließenden Gesamtdampfstrom überschreitet, werden die Umgehungsventile, die mit den Hilfsdampfturbxnen verbunden sind, so eingestellt, daß die Umgehungsleitungen den überschießenden Dampfstrom direkt zu den Rückheizsegment-Einlässen leiten. Ein heißer Rückheizsammler 125 (HRH = hot reheat header) ist vorgesehen, um den rückerhitzten Dampf von den Auslassen der Rückheizsegmente aufzunehmen. Wenn mehr als drei Dampfgeneratoren benutzt werden, werden Rückheizabschnitt, HeIium-Zirkulator und Hilfsdampfturbine, jeweils für jeden zusätzlichen Dampfgenerator, in der oben beschriebenen Weise angeschlossen.

Von dem heißen Rückheizsammler 125 kann der Dampf durch ein Stop-Ventil 126 (SV = stop valve) und ein Unterbrechungs-Ventil 127 (IV = intercept valve) zum Einlaß der Mitteldruck-Turbine 111 geführt werden. Auslaßdampf von der Turbine 111 fließt durch eine Leitung 128 zum Einlaß der Niederdruck-Turbine 112.

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Eine Leitung 129 führt den Auslaßdampf der Turbine 112 zu einem Kondensator 130. Eine Kondensator-Umgehungsleitung 131 ist so angeschlossen, daß sie Dampf von dem heißen Rückheizsammler 125 zum Kondensator 130 führt, und ein Kondensator-Umgehungsventil 132 (CBV = condenser bypass valve) ist vorgesehen, um den Dampfstrom durch die Leitung 131 zu regeln. Eine alternative Umgehungsleitung 133 ist zwischen dem heißen Rückheizsammler 125 und einer alternativen Dampfaufnahmeeinrichtung vorgesehen, wobei die alternative Dampfaufnahmeeinrichtung in Fig. 1 die freie Atmosphäre darstellt. Ein alternatives Umgehungsventil 134 (ABV = alternativ bypass valve) ist vorgesehen, um den Dampfstrom durch die Leitung 133 zu steuern. Das Ventil 132 wird von einem Ventil-Einsteller 135 eingestellt, das vorzugsweise auf elektrohydraulische Weise das Ventil 132 in eine dem elektrischen Signal entsprechende Positiion bewegt, das dem Einsteller 135 über eine Leitung 136 zugeführt wird. Das Ventil 134 wird von einem Ventileinsteller 137 eingestellt, wobei es sich hier ebenfalls um einen elektrethydraulischen Einsteiler handelt, der das Ventil 134 in eine Stellung bringt, die einem elektrischen Eingangssignal entspricht, das dem Einsteller 137 auf Leitung 138 zugeführt wird.

Zu Erläuterungszwecken sei angenommen, daß das Stop-Ventil 126 immer offen ist, wenn es nicht anders angegeben wird. Somit wird die Rate des Dampfstromes durch die Turbinen 111 und 112 von dem Unterbrechungsventil 127 geregelt und die Rate des Dampfstromes durch die Turbine 108 von dem Regelventil 107 oder durch das Drosselventil 106. Eine Einrichtung 170 erzeugt

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λΟ

ein Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171, das die gewünschte Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators angibt. Das Geschwindigkeits-Bezugssignal wird einem Geschwindigkeits-Steuerungssystem 172 übermittelt, das ein Signal auf einer Leitung 173 erzeugt, das repräsentativ für einen gewünschten Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 (Unterbrechungsventil-Durchflußerfordernis) ist, ein Signal auf Leitung 174a, das die gewünschte Stellung des Regelventils 107 repräsentiert, sowie ein Signal auf Leitung 174b, das die gewünschte Stellung des Drosselventils 106 angibt. Ein elektrohydraulischer Ventileinsteller 175 stellt das Ventil 127 so ein, daß ein Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 hindurchfließt, der wirkungsmäßig gleich dem gewünschten Strom ist, der von dem Signal auf Leitung 173 dargestellt wird. Ein elektrohydraulischer Ventileinsteller 176a stellt das Regelventil 107 in eine Stellung, die von dem Signal auf Leitung 174a bestimmt wird. Ein elektrohydraulischer Ventileinsteller 176b stellt das Drosselventil 106 in eine Stellung, die von dem Signal auf Leitung 174b repräsentiert wird. Wie im folgenden noch beschrieben wird, erzeugt das Geschwindigkeits-Steuerungssystem 172 das gewünschte Dampf-Durchflußsignal auf der Leitung 173 und die gewünschten Ventil-Stellungssignale auf den Leitungen 174a und 174b, so daß die Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators, wie sie von dem Geschwindigkeitsmesser 190 gemessen wird, mit dem Wert übereinstimmt, der von dem Geschwindigkeits-Bezugssignal auf der Leitung 171 wiedergegeben wird. Die Einrichtung 170 kann ein von Hand eingestellter variabler Signalgenerator mit einem

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- vt -

Ausgang auf Leitung 171 sein, oder die Einrichtung 170 kann ein Digitalcomputer sein, der so programmiert ist, daß er den Megawatt-Bedarfswert berechnet, der von einem zugehörigen Digital-Analog-Umsetzer umgesetzt und der Leitung 171 zugeführt wird.

Eine Einrichtung 142 erzeugt ein Ausgangssignal auf einer Leitung 143, die einen gewünschten Wert für den Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler 125 darstellt. Die Einrichtung kann ein von Hand betätigter variabler Signalgenerator sein, mit einem Ausgang auf Leitung 143, oder es kann sich um einen Digitalcomputer handeln, der so programmiert ist, daß er den gewünschten Druckwert berechnet, woraufhin der berechnete Wert mittels eines zugehörigen Digital-Analog-Umsetzers umgesetzt und zur Leitung 143 übertragen wird. Ein Druckwandler 144 mißt den Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler 125 und erzeugt auf einer Leitung 145 ein Ausgangssignal, das den gemessenen Druck repräsentiert. Ein Umgehungsventil-Steuerungssystem reagiert auf das gewünschte Drucksignal auf Leitung 143, auf das gemessene Drucksignal auf Leitung 145 und auf das gewünschte Stromsignal auf Leitung 173, um die Ventileinstell-Eingangssignale auf den Leitungen 136 und 138 zu erzeugen, wie im folgenden noch beschrieben.

Dampf kann durch ein Stopfventil 147 und ein Unterbrechungsventil 148 zu dem Einlaß der Mitteldruck-Turbine 122 fließen. Auslaßdampf von der Turbine 122 fließt durch eine Leitung zum Einlaß der Niederdruck-Turbine 123. Nachdem der Dampf

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- ve -

durch die Niederdruck-Turbine 123 geströmt ist, wird der Dampf über Leitung 150 zu einem Kondensator 151 geführt. Kondensiertes Speisewasser aus den Kondensatoren 130 und 151 fließt durch eine Leitung 152 zu einer Serie von Pumpen und Heizern (nicht dargestellt). Erhitztes und unter Druck gebrachtes Speisewasser wird den Dampfgeneratoren über Leitung 103 zugeführt.

Eine Kondensator-Umgehungsleitung 153 ist zwischen dem heißen Rückheizsammler 125 und dem Kondensator 151 vorgesehen, und ein Kondensator-Umgehungsventil 154 ist angeschlossen, um den Dampfstrom durch die Leitung 153 zu steuern. Eine alternative Umgehungsleitung 155 ist zwischen dem heißen Rückheizsammler und einer alternativen Dampfaufnahme-Einrichtung vorgesehen, wobei die alternative Dampfaufnahme-Einrichtung gemäß Fig. 1 die freie Atmosphäre ist. Ein alternatives Umgehungsventil 156 ist vorgesehen, um den Dampfstrom durch die Leitung 155 zu steuern. Ein elektrohydraulischer Ventileinsteller 157 stellt das Ventil 154 in eine Stellung, die einem Signal auf einer Eingangsleitung 158 entspricht. Ein elektrohydraulischer Ventileinsteller 159 stellt das Ventil 156 auf eine Stellung ein, die in Beziehung steht zu einem Signal auf einer Eingangsleitung 160.

Für Erläuterungszwecke sei angenommen, daß das Stop-Ventil 147 immer offen ist, wenn es nicht anders angegeben ist. Somit wird die Rate des Dampfstromes durch die Turbinen 122 und 123 durch das Unterbrechungsventil 148 und die Rate des Dampfstromes durch die Turbine 120 von dem Regelventil 119 oder von dem

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-Vl-

Drosselventil 118 bestimmt. Eine Einrichtung 180 erzeugt ein Geschwindigkeits-Bezugssignal auf einer Leitung 181, das repräsentativ ist für die gewünschte Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des "B"-Turbinengenerators. Das Geschwindigkeits-Bezugssignal wird einem Geschwindigkeits-Steurungssystem 182 übermittelt, das ein Signal auf einer Leitung 183 erzeugt, das den gewünschten Dampfstrom durch die Turbinen 122 und 123 (ünterbrechungs-Durchstromerfordernis) darstellt, desweiteren ein Signal auf Leitung 184a, das die gewünschte Stellung des Regelventils angibt, und ein Signal auf einer Leitung 184b, das repräsentativ ist für die gewünschte Stellung des Drosselventils 118. Ein elektrohydraulischer Ventileinsteller 185 stellt das Ventil 148 ein, um einen Dampfstrom durch die Turbinen 122 und zu bewirken, der in seiner Wirkung gleich dem gewünschten Strom ist, der von dem Signal auf Leitung 183 repräsentiert wird. Ein elektrohydraulischer Ventileinsteller 186a stellt das Regelventil 119 in eine Stellung ein, die von dem Signal auf Leitung 184a bestimmt wird. Ein elektrohydraulischer Ventileinsteller 186b stellt das Drosselventil 118 in eine Stellung, die von dem Signal auf Leitung 184b angegeben wird. Wie im folgenden noch beschrieben wird, erzeugt das Geschwindigkeits-Steuer ungs sy stern 182 das gewünschte Dampf-Durchflußsignal auf Leitung 183 und die gewünschten Ventil-Stellungssignale auf den Leitungen 184a und 184b, so daß die von dem Geschwindigkeitsmesser 191 gemessene Rotationsgeschwindigkeit der Welle des "B"-Turbinengenerators mit dem Wert übereinstimmt, der von dem Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 181 festgelegt wird. Die Einrichtung 180 kann ein manuell eingestellter

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veränderlicher Signalgenerator mit einem Ausgang auf Leitung sein, die Einrichtung 180 kann aber auch einen Digitalcomputer darstellen, der so programmiert ist, daß er einen Megawatt-Anforderungswert berechnet, der durch einen zugehörigen Analog-Digital-Umsetzer umgesetzt und der Leitung 181 zugeführt wird.

Eine Einrichtung 163, die ein von Hand eingestellter Signalgenerator oder ein programmierter Digitalcomputer mit zugehörigem Digital-Analog-Umsetzer sein kann, erzeugt auf einer Leitung 164 ein Signal, das den gewünschten Wert des Dampfdruckes in dem heißen Rückheizsammler 125 darstellt. Ein Umgehungsventil-Steuerungssystem 165 reagiert auf das gemessene Drucksignal auf Leitung 145, auf das gewünschte Drucksignal auf Leitung 164 und auf das gewünschte Dampf-Durchflußsignal auf Leitung 183, um Ventileinsteil-Eingangssignale auf Leitungen 158 und 160 zu erzeugen, wie noch beschrieben wird.

Obwohl die Stop-Ventile 126 und 147 und die Unterbrechungs-Ventile 127 und 148 als Einzelventile in Fig. 1 dargestellt sind, können natürlich diese Ventile in der Praxis auch aus mehreren derartigen Ventilen bestehen.

In Fig. 2 ist das Umgehungsventil-Steuerungssystem 146 empfindlich gegenüber dem Unterbrechungsventil-Durchfluß-Anforderungssignal auf Leitung 173, um den Dampfdurchfluß durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 und durch die alternative Umgehungsleitung 133 auf eine solche Rate einzustellen, daß der kombinierte Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 und durch die

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Umgehungsleitungen 131 und 133 gleich der Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes durch die Rückheizsegmente zu der Zeit ist, zu der der Dampfstrom durch die Turbinen 111 und geringer als die Hälfte des gewünschten Minimums ist. Da der gewünschte minimale Dampfstrom ausreicht, um 25 % des maximalen Kraftwerksausganges zu erzeugen, ergibt sich, daß eine Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes ausreicht, um 25 % des Leistungsausganges von einem Turbinengenerator zu erzeugen, da die maximalen Leistungsfähigkeiten der Turbinengeneratoren "A" und "B" gleich sind. Somit ist der Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 geringer als die Hälfte des gewünschten Minimums zu den Zeiten, zu denen der "A"-Turbinengenerator abgeschaltet ist, wenn der "A"-Turbinengenerator vor der Synchronisierung beschleunigt wird, und nach der Synchronisierung, wenn der Leistungsausgang des "A"-Turbinengenerators geringer als 25 % des maximalen Leistungsausganges beträgt, und nachfolgend nach einem Abschalten des ¹¹A"-Turbinengenerators bei einem Leistungsausgang mit mehr als 25 % des maximalen Leistungsausganges. Das Umgehungsventil-Steuerungssystem 146 ist auch gegenüber einer Differenz zwischen gewünschtem und gemessenem Rückheizsammler-Dampfdrucksignal auf den entsprechenden Leitungen 143 und 145 empfindlich, um den Dampfstrom durch eine der Umgehungsleitungen 131 und 133 zur Verminderung dieser Differenz zu verändern. Gewöhnlich hält das Umgehungsventil-Steuerungssystem 146 das alternative Umgehungsventil 134 geschlossen und verändert den Dampfstrom durch die Kondensator-Umgehungsleitung 133, um eine Differenz zwischen gewünschtem und gemessenem Drucksignal zu vermindern. Das

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Umgehungsventil-Steuerungssystem 146 öffnet jedoch das alternative Umgehungsventil 134, um den Dampfstrom durch die Kondensator-Umgehungsleitung 133 daran zu hindern, eine entsprechende Durchflußgrenze zu überschreiten. Wenn das al ernative Umgehungsventil 134 offen ist, stellt das Steuerungssystem 146 das Kondensator-Umgehungsventil 132 so ein, daß der Dampfstrom durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 am Grenzwert verbleibt und verändert den Dampfstrom durch die"alternative Umgehungsleitung 133, um eine Differenz zwischen dem gewünschten und dem gemessenen Drucksignal zu vermindern.

In Fig. 2 wird in größeren Einzelheiten dargestellt, daß das Anforderungssignal für den Unterbrechungsventil-Dampfstrom auf der Leitung 173 durch einen Multiplikator 209 zu einem ersten Eingang einer Summiereinrichtung 206 übertragen wird. Ein Vorspannungs-Signalgenerator 207 erzeugt ein konstantes Vorspannungssignal, das mit einem zweiten Eingang der Summiereinrichtung 206 verbunden ist. Ein Vergleicher 201 erzeugt ein Ausgangssignal auf einer Leitung 203, das repräsentativ ist für die Differenz zwischen dem gemessenen Drucksignal auf Leitung 145 und dem gewünschten Drucksignal auf Leitung 143. Das Signal auf Leitung 203 wird einer Proportional-Steuerung 204 zugeführt, die ein Ausgangssignal erzeugt, das über eine Leitung 205 einem dritten Eingang der Summiereinrichtung 206 zugeführt wird. Die Summiereinrichtung 206 subtrahiert das Ausgangssignal des Multiplikators 209 von dem konstanten Vorspannungssignal und addiert zu der Differenz dieser Signale das dritte Eingangssignal auf Leitung 205, um auf einer Leitung 210

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ein Ausgangssignal zu erzeugen. Das Signal auf der Leitung stellt die Gesamtanforderung für den Umgehungs-Dampfstrom dar, der von dem Dampfstrom durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 erfüllt werden muß, wenn dieser Durchstrom geringer als eine entsprechende Durchstrom-Grenze ist, oder ansonsten durch den kombinierten Dampfstrom durch Kondensator-Umgehungsleitung 131 und alternative Umgehungsleitung 133.

Die Leitung 210 ist mit einem ersten Eingang eines Niedrig-Auswählers 211 verbunden. Ein Signal, das einen Grenzwert des durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 strömenden Dampfes darstellt, wird von einem Funktionsgenerator 213 erzeugt und mittels Leitung 212 einem zweiten Eingang des Niedrig-Auswählers 211 zugeführt. Wenn das gesamte Umgehungs-Dampfstrom-Anfoirderungssignal geringer als das Kondensator-Umgehungsstrom-Grenzsignal ist, überträgt der Niedrig-Auswähler 211 das Gesamt-Umgehungsleitungs-Dampfstrom-Anforderungssignal zu dem Ventileinsteller 135, der das Kondensator-Umgehungsventil 132 so einstellt, daß ein Dampfstrom durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 bewirkt wird, der effektiv gleich dem totalen Umgehungsleitungs-DampfStromerfordernis ist, wenn sich der Dampfdruck in dem Sammler 125 auf einem "niedrigen Lastdruckwert" befindet. Wenn das Gesamt-Umgehungs-Dampfstrom-Anforderungssignal das Kondensator-Umgehungsstrom-Grenzsignal überschreitet, überträgt der Niedrig-Auswähler 211 an den Ventileinsteller 135 das Kondensator-Umgehungsstrom-Grenzsignal. Ein Vergleicher 216 vergleicht ein Ausgangssignal, das eine Repräsentation des Überschusses des Gesamt-Umgehungs-Dampf-

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Stromerfordernisses über dem Kondensator-Umgehungsstrom-Grenzwert darstellt und der Ventileinsteller 137 stellt das alternative Umgehungsventil 134 so ein, daß ein Dampfstrom durch die Leitung 133 erzeugt wird, der effektiv gleich dem Strom ist, der von dem Ausgangssignal der Einrichtung 216 ist. Der Ventileinsteller 135 stellt das Kondensator-Umgehungsventil so ein, daß ein Dampfstrom durch die Leitung 131 erzeugt wird, der effektiv gleich der Kondensator-Umgehungs-Stromgrenze ist. Dann ist der kombinierte Dampfstrom durch die Leitung 131 und 133 effektiv gleich dem Gesamt-Umgehungs-Dampfstromerfordernis, wenn der Dampfdruck in dem Sammler 125 sich auf einem "Niederlast-Druckwert" befindet. Das Ausgangssignal des Vergleichers 216 ist immer dann Null, wenn das Gesamt-Umgehungs-Dampfstromerfordernis geringer ist als die Kondensator-Umgehungs-Stromgrenze, und der alternative Umgehungs-Ventileinsteller 137 hält dann das alternative Umgehungsventil 134 geschlossen.

Jedes der Umgehungs-Steuerungsventile 132 und 134 besitzt eine lineare Beziehung zwischen der Ventilstellung und dem Dampfstrom durch das Ventil bei am Ventil anliegenden konstanten Differentialdruck. Der zu jedem Umgehungs-Steuerungsventil gehörende Ventileinsteller bewegt das entsprechende Ventil in eine Stellung, die linear bezogen ist zu dem Eingangssignal, auf das der Einsteller reagiert. Umgehungs-Steuerungsventile mit nicht linearer Kennlinie können benutzt werden. Wenn derartige Ventile benutzt werden, wird jeder Ventileinsteller so modifiziert, daß das zugehörige Umgehungs-Steuerungsventil

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in eine Stellung bewegt wird, die nicht linear bezogen ist zu dem entsprechenden Ventil-Einstell-Eingangssignal, um die Nicht-Linearität des Nebenschluß-Steuerungsventils zu kompensieren. Mehrere Ventile können vorgesehen sein, um die Funktion des Kondensator-Umgehungsventils 132 oder des alternativen Umgehungsventils 134 auszuführen. In diesem Fall ist ein Ventileinsteller für jedes derartige Ventil vorgesehen, und die Einsteller arbeiten gemeinsam, um einen Dampfstrom durch die entsprechende Umgehungsleitung zu veranlassen, der effektiv gleich dem Strom ist, der auftritt, wenn ein einziges Ventil und ein zugehöriger Ventileinsteller benutzt werden.

Falls der gemessene Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler von dem gewünschten Wert nicht abweicht, sind Eingangs- und Ausgangssignal der Proportional-Steuerung 204 Null und das Gesamt-Umgehungs-Dampfstrom-Anforderungssignal ist ausschließlich eine Funktion des Unterbrechungs-Dampfstrom-Bedarfs. Wenn der gemessene Dampfdruck in dem Sammler 125 von dem gewünschten Druck abweicht, wird von dem Vergleicher 201 ein Druckdifferenzsignal erzeugt und über die Proportional-Steuerung 204 der Summiereinrichtung 206 zugeführt, die das Gesamt-Umgehungs-Dampf strom-Bedarfssignal entsprechend dem Ausgangssignal der Steuerung 204 modifiziert. Da die Umgehungsventile 132 und so eingestellt sind, daß sie das modifizierte Gesamt-Umgehungs-Dampf strom-Bedarf ssignal befriedigen, wird die Druckdifferenz vermindert.

Die folgende Gleichung bezieht sich auf den Funktionsgene-

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rator 213:

^BTÜmax - ^K1 ^{x F} _max ^{X HRHP}

wobei BTU die maximal zulässige Wärmeabgabe an den Kondensator 130 durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 darstellt, K₁ eine Proportionalitäts-Konstante ist, F = maximaler Dampfstrom durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 entsprechend BTU bedeutet und HRHP den Dampfdruck im heißen Rückheizsammler 125 darstellt. Infolgedessen ergibt sich F = BTU /(K₁ χ HRHP). In der letztgenannten Beziehung verändert sich der maximale Dampfstrom in der Kondensator-Umgehungsleitung 131 umgekehrt mit dem Dampfdruck im Sammler 125. Daher reagiert der Funktionsgenerator 213 auf das Ausgangssignal des Druckwandlers 144, das den gemessenen Dampfdruck in dem Sammler 125 darstellt, um das Signal auf Leitung 212 zu erzeugen, das F gemäß der obigen Beziehung repräsentiert.

In Fig. 3A ist das Unterbrechungsventil-Dampfstrom-Bedarfssignal auf Leitung 173 graphisch als Linie 300'bezüglich des Leistungsausgangs des "A"-Turbinengenerators dargestellt. Auf der vertikalen Achse ist der Unterbrechungsventil-Dampfstrombedarf auf einer normalisierten Skala zwischen 0 und 1,0 dargestellt. Die horizontale Achse gibt den Leistungsausgang des "A"-Turbinengenerators in Prozent des maximalen Leistungsausganges des Turbinengenerators wieder. Der Unterbrechungs-Ventil-Dampf strom-Bedarf steigt von 0 auf 1,0 an, wenn der Leistungsausgang von 0 auf 25 % steigt. Ein Unterbrechungsventil-Dampfstrom-Bedarf von 0 verursacht, daß der Ventileinsteller 175

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(siehe Fig. 1) das Unterbrechungsventil 127 schließt. Ein Unterbrechungsventil -Dampf Strom-Bedarf von 1,0 veranlaßt den Ventileinsteller 175, das Unterbrechungsventil 127 voll zu öffnen. Über dem Leistungs-Ausgangsbereich von 25 bis 100 % befindet sich der Unterbrechungsventil-Dampfstrom-Bedarf konstant auf dem Wert von 1,0 und der Ventileinsteller 175 hält das Unterbrechungsventil 127 über diesem Leistungs-Ausgangsbereich voll geöffnet. Bei einem Leistungsausgang zwischen 0 und 25 % wird der gewünschte Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler 125 auf einen konstanten Wert (dem "Niedriglast-Druckwert") eingeregelt, so daß eine volle Öffnung des Unterbrechungsventils 127 einen Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 bewirkt, der effektiv gleich der Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes durch die Rückheizsegmente ist (siehe Fig. 1). Während der Leistungsausgang des "A"-Turbinengenerators von 0 auf 25 % ansteigt, steigt der entsprechende Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 von Null auf die Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes an.

In Fig. 3A zeigt eine gestrichelte Linie 301 graphisch das Ausgangssignal des Multiplikators 209 (siehe Fig. 2) bezüglich des Leistungsausganges des "A"-Turbinengenerators an. Der Multiplikator 209 multipliziert das Unterbrechungsventil-Dampfstrom-Bedarfssignal mit einem konstanten Faktor von 0,5, daher steigt das Ausgangssignal des Multiplikators 209 in seinem Wert von 0 auf 0,5, während der Leistungsausgang von 0 auf 25 % ansteigt. Oberhalb eines Leistungsausganges von 25 % ist das Ausgangssi- ■ gnal des Multiplikators 209 konstant 0,5.

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- Λβ -

Vi

In Fig. 3B ist das Gesamt-ümgehungs-Dampfstrom-Bedarfssignal der Leitung 210 (siehe Fig. 2) graphisch durch die Kurve 302 bezüglich des Leistungsausganges des "A"-Turbinengenerators wiedergegeben. Auf der vertikalen Achse ist das Gesamt-Umgehungs-Dampfstrom-Bedarfssignal mit einer Skala zwischen 0 und 0_f5 wiedergegeben. Auf der horizontalen Achse ist der prozentuale Leistungsausgang des "A"-Turbinengenerators gezeigt. Das von dem Signalgenerator 207 (siehe Fig. 2) erzeugte Vorspannungssignal besitzt einen konstanten Wert von 0,5 bezüglich des Ausgangssignals des Multiplikators 209, wobei dieses Signal von der gestrichelten Linie 301 der Fig. 3A wiedergegeben wird. Wenn man annimmt, daß die Differenz zwischen dem gemessenen und dem gewünschten Wert des Dampfdruckes in dem heißen Rückheizsammler Null ist, erzeugt der Vergleicher 201 (siehe Fig. 2) ein Ausgangssignal auf Leitung 203 von Null, und das Signal auf der Leitung 205 wird entsprechend Null. Dann wird das Gesamt-Umgehungs-Dampfstrom-Bedarfssignal von der Summiereinrichtung 206 (siehe Fig. 2) entsprechend der Differenz zwischen dem konstanten Vorspannungssignal vom Wert 0,5 und dem Ausgangssignal des Multiplikators 209 erzeugt. Wie in Fig. 3B dargestellt ist, vermindert sich das Gesamt-Umgehungs-Dampfstrom-Bedarf ssignal von 0,5 auf 0, während der Leistungsausgang des "A"-Turbinengenerators von 0 auf 25 % ansteigt. Oberhalb eines Leistungsausganges von 25 % ist der Gesamt-Umgehungs-Dampfstrom-Bedarf konstant 0. Ein Gesamt-ümgehungs-Dampfstrom-Bedarf von 0,5 veranlaßt den Kondensator-Umgehungs-Ventileinsteller 135, das Kondensator-Umgehungs-Ventil 132 so einzustellen, daß der Dampfstrom durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 effektiv

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gleich der Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes ist, wenn der Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler 125 sich auf dem "niedrigen Lastdruckwert" befindet und die Kondensator-Umgehungs-Dampfstrom-Grenze größer als die Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes ist. Ansonsten stellen die Ventileinsteller 135 und 137 die Umgehungsventile 132 und 134 so ein, daß der kombinierte Dampfstrom durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 und durch die alternative Umgehungsleitung 133 effektiv gleich der Hälfte des gewünschten Minimums sind, wenn der Dampfdruck im heißen Rückheizsammler sich auf dem "Niedriglast-Druckwert" befindet. Ein Gesamt-Umgehungs-Dampfstrom-Bedarf von 0 bewirkt, daß die Ventileinsteller 135 und 137 die Ventile 132 und 134 geschlossen halten. Somit vermindert sich der kombinierte Dampfstrom durch die Umgehungsleitungen 131 und 133 von der Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes auf Null, während der Leistungsausgang des "A"-Turbinengenerators von 0 auf 25 % ansteigt, unter der Annahme, daß kein Druckdifferenzsignal von dem Vergleicher 201 erzeugt wird.

Die durchgezogene Linie 300 der Fig. 3A zeigt eine lineare Beziehung zwischen dem Leistungsausgang und dem Unterbrechungssignal-Dampfstrom-Bedarf zwischen 0 und 25 % des maximalen Leistungsausganges nur zum Zwecke der Deutlichkeit und Einfachheit der Darstellung, die Verhältnisse können selbstverständlich auch anders liegen. Das Nebenschlußventil-Steuerungssystem 146 arbeitet in gleicher Weise bei einer nicht linearen Beziehung zwischen dem Leistungsausgang und dem Unterbrechungssignal-Dampfstrom-Bedarf über einen derartigen Leistungsausgangs-Bereich,

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solange das Unterbrechungsventil bei 25 % des maximalen Leistungsausganges voll geöffnet ist.

Es sei betont, daß auch andere Werte als 0,5 für den Verstärkungsfaktor des Multiplikators 209 und für den Wert des Vorspannungssignals verwendet werden können. Z. B. kann der Wert des Vorspannungssignals sowie der Verstärkungsfaktor des Multiplikators jeweils 1,0 betragen, in welchem Falle die Leitung direkt mit der Summiereinrichtung 206 verbunden werden könnte, wobei die Ventileinsteller 135 und 137 an entsprechende Ventile

132 und 134 so angeordnet würden, daß ein Gesamt-Dampfstrom durch die Leitungen 131 und 133 bewirkt wird, der effektiv gleich der Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes ist, wenn der Gesamt-Umgehungs-Dampfstrom-Bedarf 1,0 beträgt und der Dampfdruck am heißen Rückheizsammler sich auf seinem "Niedriglast-Druckwert" befindet. Der Wert 0,5 ist geeignet, wenn der Kondensator 135 in der Lage ist, den gesamten gewünschten minimalen Dampfstrom beim "Niedriglast-Druckwert" des Dampfdruckes des heißen Rückheizsammlers zu kondensieren.

Über den gesamten Leistungsausgangs-Bereich von 0 bis 25 % repräsentiert das Ausgangssignal der Einrichtung 142 einen konstanten gewünschten Druck, der gleich dem "Niedriglast-Druckwert¹¹ ist. Aus der obigen Erläuterung ergibt sich, daß über einen derartigen Leistungsausgangs-Bereich das Nebenschluß-Ventil-Steuerungssystem 146 den Dampfstrom durch die Kondensator-Umgehungsleitung 131 und die alternative Umgehungsleitung

133 in der Weise steuert, daß der kombinierte Dampfstrom durch

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diese Umgehungsleitungen und die Turbinen 111 und 112 effektiv gleich der Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes sind, wenn man annimmt/ daß zwischen gemessenen und gewünschten Werten des Dampfdruckes des heißen Rückheizsammlers keine Differenz besteht. Zwischen den Leistungsausgangs-Pegeln von 0 bis 25 % ist ein Anstieg des Dampfstromes durch die Turbinen 111 und 112 von einem entsprechenden Abfall des Dampfstromes durch die Umgehungsleitungen 131 und 133 begleitet, und im Effekt "überträgt" das Umgehungs-Störungssystem 146 Umgehungs-Dampf strom zu den Turbinen 111 und 112, während der Leistungsausgang des "A"-Turbinengenerators ansteigt, während der Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler 125 geregelt wird.

.Wenn die Differenz zwischen dem gemessenen und dem gewünschten Wert des Dampfdruckes in dem heißen Rückheizsammler auftritt, verändert das Umgehungsventil-Steuerungssystem 146 den Dampfstrom durch einen der Umgehungsleitungen 131 und 133, um die Differenz zu vermindern. In der praktischen Verwirklichung kann eine Druckdifferenz nicht auf Null vermindert werden, da die Steuerung 204 eine proportionale Steuerung ist und eine Restdruckdifferenz ermöglicht. Jedoch ist der Wert des von dem Signalgenerator 207 erzeugten Vorspannungssignals so, daß die Größe der Restdruckdifferenz effektiv auf einen Kleinstwert reduziert wird.

Zwischen 0 und 25 % der maximalen Gesamt-Kraftwerkleistung werden Reaktor 100 und Helium-Zirkulatoren 102A bis 102C durch (nicht gezeigte) Steuerungen betrieben, so daß die Rückheiz-

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Segmente der Dampfgeneratoren in der Lage sind, den gewünschten minimalen Strom von rückerhitztem Dampf zu liefern, wenn sich der Dampfdruck des heißen RückheizSammlers auf dem "Niedriglast-Druckwert¹¹ befindet. Dann regelt das Umgehungsventil-Steuerungssystem 146 den Dampfdruck in dem Sammler 125 gemäß dem "Niedriglast-Druckwert" und steuert gleichzeitig den Dampfstrom durch die Umgehungsleitungen 131 und 133, so daß die Kombination der Dampfströme durch diese Leitungen mit dem Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 effektiv gleich einer Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes ist. Wenn der Reaktor 100 und die Helium-Zirkulatoren 102A bis 102C nicht in der Weise betrieben werden, daß sie den gewünschten minimalen Strom von rückerhitztem Dampf beim "Niedriglast-Druckwert" liefern, verändert das Umgehungsventil-Steuerungssystem 146 den Dampfstrom durch die Umgehungsleitungen 131 und 133, um den Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler 125 gemäß dem gewünschten niedrigen Lastwert einzuregeln, aber der Gesamtdampfstrom durch die Umgehungsleitungen 131 und 133 und die Turbinen 111 und 112 unterscheiden sich von der Hälfte des gewünschten minimalen Dampfstromes um einen Wert, der von dem Betrieb des Reaktors und der Helium-Zirkulatoren abhängt.

In Fig. 2 beziehen sich Identifikationszahlen in Klammern auf das Umgehungsventil-Steuerungssystem 165, das mit dem ¹¹B"-Turbinengenerator verbunden ist. Die Elemente und Verbindung des Nebenschlußventil-Steuerungssystems 165 sind innerhalb der gestrichelten Linie der Fig. 2 dargestellt. Die obige Beschreibung der Verbindungen und des Betriebs des Nebenschluß-

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ventil-Steuerungssystems 146 beziehen sich auch auf das Steuerungssystem 165, vorausgesetzt, daß die in Klammern gesetzten Zahlen anstelle der entsprechenden Zahlen im Text verwendet werden, und vorausgesetzt, daß die Ausdrücke "Turbinen 122 und 123", "B-Turbinengenerator", "Unterbrechungsventil 148" und "Ventileinsteller 185" anstelle der entsprechenden Ausdrücke "Turbinen 111 und 112", "Turbinengenerator", "Unterbrechungsventil 127" und "Ventileinsteller 175" benutzt werden.

Die Anordnung zur Steuerung der Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators (siehe Fig. 1) ist in größeren Einzelheiten in Fig. 4 beschrieben. Bezugszahlen in der Fig. 4, die nicht innerhalb von Klammern stehen, beziehen sich auf den "A"-Turbinengenerator, für die weitere Einzelheiten der Geschwindigkeits-Steuerungsanordnung weiter unten gegeben werden. Die Beschreibung der Geschwindigkeits-Steuerungsanordnung für den "A"-Turbinengenerator bezieht sich auch auf die Geschwindigkeits-Steuerungsanordnung des "B"-Turbinengenerators (siehe Fig. 1), vorausgesetzt, daß die Bezugszahlen in Klammern der Fig. 4 anstelle der entsprechenden Bezugszahlen, die in dem folgenden Text erscheinen, verwendet werden.

In Fig. 4 ist dargestellt, daß das Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171 mit einer Geschwindigkeits-Steuerung 400 verbunden ist. Ebenso mit der Geschwindigkeits-S euerung 400 verbunden ist ein Signal auf einer Leitung 401, das die Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators wiedergibt, die von dem Geschwindigkeitsmesser 190 ermittelt wird. Die

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Geschwindigkeits-Steuerung 400 ist gegenüber einer Differenz zwischen den Signalen auf Leitungen 171 und 401 empfindlich und erzeugt ein Korrektursignal auf einer Leitung 402, das dem Ventileinsteller übermittelt wird, der mit einem der Ventile 106, 107 und 127 verbunden ist, abhängig von der Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators. Wenn das entsprechende Ventil gemäß dem Signal auf der Leitung 402 eingestellt ist, wird eine Differenz zwischen den Signalen auf den Leitungen 141 und 401 vermindert.

Der Zweck der Geschwindigkeits-Steuerungsanordnung von Fig. ist der, den "A"-Turbinengenerator von der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit auf Synchrongeschwindigkeit gemäß dem Geschwindigkeits-Bezugs signal auf Leitung 171 zu beschleunigen. Der Geschwindigkeitsbereich zwischen der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit und der Synchrongeschwindigkeit ist in drei nicht überlappende Unterbereiche aufgeteilt: Der eine Bereich umfaßt Drehgeschwindigkeiten, die unterhalb von X Umdrehungen pro Minute liegen, ein weiterer Bereich reicht von X Umdrehungen pro Minute bis Y Umdrehungen pro Minute, und ein dritter Bereich umfaßt die Geschwindigkeit von Y Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit. Typischerweise liegt der Wert X bei etwa 1.800 Umdrehungen pro Minute und der Wert Y bei etwa 3.100 bis 3.450 Umdrehungen pro Minute (wobei die Synchron-Drehzahl 3.600 Umdrehungen pro Minute betragen würde).

Das Signal auf der Leitung 402 wird zu einem Anschluß A eines Schalters 403, zu einem Anschluß C eines Schalters 404 und

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zu einem Anschluß B eines Schalters 405 übertragen. Jeder dieser Schalter 403, 404 und 405 ist so angeschlossen, daß er ein Signal von einem seiner Anschlüsse zu dem Eingang eines zugehörigen Ventileinstellers überträgt. So wählt der Schalter 403 das Eingangssignal aus, um den Drossel-Ventileinsteller 176B zu beeinflussen, und das Drosselventil 106 wird gemäß dem ausgewählten Eingangssignal eingestellt. Der Schalter 404 wählt das Eingangssignal für den Regel-Ventileinsteller 176A, wobei dieses Eingangssignal die Stellung des Regelventils 107 festlegt. Der Schalter 405 wählt das Eingangssignal für den ünterbrechungs-Ventileinsteller 175 aus, und das Unterbrechungsventil 127 wird gemäß diesem Eingangssignal eingestellt. Wie noch deutlich werden wird, überträgt zu einer bestimmten Zeit nur jeweils einer der Schalter 403, 404 und 405 das Korrektursigrial auf Leitung 402 zu seinem Ventileinsteller, wobei der Ventileinsteller dieses Signal als sein Eingangssignal aufnimmt, abhängig von dem Geschwindigkeits-Unterbereich, in dem die gemessene Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des ¹¹A"-Turbinengenerators fällt.

Ein Differenz-Druckmesser 406 ist vorgesehen, um die Differenz zwischen dem Dampfdruck in der Impulskammer der Hochdruck-Turbine 108 und den Dampfdruck am Auslaß der Turbine 108 zu messen. Das Meßgerät 406 erzeugt ein Signal auf einer Leitung 407, das die gemessene Druckdifferenz wiedergibt. Dieses Signal wird einem Eingang einer Differential-Drucksteuerung 408 zugeführt. Eine Einrichtung 409, wie beispielsweise eine potentiometrische Spannungsquelle oder ein Digitalcomputer mit einem

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analogen Ausgang, erzeugt ein Signal auf einer Leitung 410, die einem zweiten Eingang der Steuerung 408 zugeführt wird, wobei dieses Signal auf Leitung 410 einen gewünschten Wert für die vorstehend erwähnte Druckdifferenz zwischen der Impulskainmer und dem Auslaß der Turbine 108 wiedergibt. Gemäß dieser Differenz zwischen den Signalen auf den Leitungen 407 und erzeugt die Steuerung 408 ein Korrektursignal, das einem Anschluß B des Schalters 403 zugeführt wird. Wenn sich der Schalter 403 in der B-Stellung befindet, wird das Drosselventil angeordnet, um den Dampfstrom durch die Turbine 108 zu verändern und eine Differenz zwischen den Signalen auf den Leitungen und 410 zu vermindern.

Wenn der Schalter 403 sich in der Stellung C befindet, überträgt er ein Ruhesignal an den Eingang des Drossel-Ventileinstellers 176B, wobei dieses Signal einen ausreichend hohen Pegel besitzt, um den Einsteller 176B zu veranlassen, das Drosselventil voll geöffnet zu halten (Öffnungs-Vorspannungs-Signal). Das Öffnungs-Vorspannungs-Signal wird von einem Signalgenerator erzeugt.

Hinsichtlich des Schalters 404 erzeugt ein Signalgenerator ein Ruhesignal, das dem Eingang des Regel-Ventileinstellers 176A zugeführt wird, wenn der Schalter sich in den Stellungen A und B befindet. Das Ausgangssignal des Generators 412 besitzt einen ausreichenden Pegel, um den Einsteller 176A zu veranlassen, das Regelventil 107 voll geöffnet zu halten. Wenn sich der Schalter 404 in der Stellung C befindet, überträgt er ein

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- aar -

ansteigendes Signal an den Eingang des Regel-Ventileinstellers 176A, vim den Einsteller zu veranlassen, das Regelventil 107 schnell in fortschreitender Weise zu schließen. Das ansteigende Schließsignal, das mit dem Anschluß T des Schalters 404 verbunden ist, wird von einem Schließ-Vorspannungs-Signalgenerator 413 erzeugt.

Ein Druckmesser 414 ist vorgesehen, um den Dampfdruck in der ersten Stufe der Mitteldruck-Turbine 111 zu messen. Ein Signal, das den gemessenen Druck wiedergibt, wird über eine Leitung einer Drucksteuerung 415 zugeführt. Ein Signalgenerator 417, wie beispielsweise eine potentiometrische Spannungsquelle oder ein Digitalcomputer mit einem analogen Ausgang, erzeugt ein Druck-Bezugssignal auf einer Leitung 418, die mit der Drucksteuerung 415 verbunden ist. Ein Signal auf der Leitung 418 stellt den gewünschten Wert für den Dampfdruck in der ersten Stufe der Mitteldruck-Turbine 111 dar. Wenn eine Differenz zwischen den Signalen auf den Leitungen 416 und 418 vorhanden ist, erzeugt die Steuerung 415 auf der Leitung 419 ein dieser Differenz entsprechendes Signal. Die Leitung 419 ist mit der Stellung C des Schalters 405 verbunden, der in seiner Stellung C das Signal auf der Leitung 419 dem Eingang des Ventileinstellers 175 zuführt, wodurch das Unterbrechungsventil so eingestellt wird, daß es den Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 in der Weise ändert, daß eine Differenz zwischen dem gemessenen Drucksignal auf Leitung 416 und dem gewünschten Drucksignal auf Leitung 418 vermindert wird.

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Wenn sich der Schalter 405 in Stellung A befindet, überträgt er ein Ruhesignal an den Eingang des Ventileinstellers 175 mit einer solchen Höhe, daß das Unterbrechungsventil 127 veranlaßt wird, geschlossen zu sein. Ein derartiges Signal wird von einem Schließ-Vorspannungs-Signalgenerator 420 erzeugt.

Im Betrieb steuert die in Fig. 4 dargestellte Anordnung die Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des ¹¹A"-Turbinengenerators gemäß dem Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171, das im allgemeinen von einem Pegel ansteigt, der der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit entspricht, bis zu einem Pegel, der der Synchrongeschwindigkeit entspricht, und zwar mit einer Rate, die mit den thermischen Erfordernissen der inneren Teile der Turbine in Übereinstimmung steht, so daß kein Teil schädlichen thermischen Bedingungen ausgesetzt wird. Der Zweck der in Fig. dargestellten Anordnung ist der, die Dampfströme durch die Turbinenabschnitte so zu verändern, daß die gemessene Turbinen-Wellen-Rotationsgeschwindi-gkeit gemäß dem Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171 geregelt wird, um den "A^-Turbinengenerator auf Synchrongeschwindigkeit zu beschleunigen und den Generator 113 nachfolgend mit seinem zugehörigen Leistungssystem (nicht dargestellt) zu synchronisieren.

Bei Rotationsgeschwindigkeiten von weniger als X Umdrehungen pro Minute befindet sich der Schalter 405 in der Stellung A und kein Dampf läuft durch die Turbinen 111 und 112. Zwischen der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit und X Umdrehungen pro Minute steuert somit der Dampfstrom durch die Turbine 108 die

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Geschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators. Oberhalb dieses Geschwindigkeitsbereiches wird der Schalter 403 in die A-Stellung gebracht, um das Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 400 mit dem Drossel-Ventileinsteller 176B zu verbinden. Während das Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171 auf X Umdrehungen pro Minute erhöht wird, verändern die Geschwindigkeits-Steuerung 400 und der Drossel-Ventileinsteller 176B den Dampfstrom durch die Turbine 108 in der Weise, daß die von dem Geschwindigkeitsmesser 190 gemessene Geschwindigkeit gemäß dem Geschwindigkeits-Bezugssignal gesteuert wird. Bei Geschwindigkeiten unterhalb von X Umdrehungen pro Minute ist der Schalter 404 in der Stellung A, um das Regelventil 107 voll geöffnet zu halten.

Bei X Umdrehungen pro Minute wird das Differenzdruck-Bezugssignal auf der Leitung 410 so eingestellt, daß es die Druckdifferenz wiedergibt, die von dem Druckdifferenzmesser 406 bei dieser Geschwindigkeit gemessen wird. Der Schalter 403 wird in die Stellung B gebracht und bei Geschwindigkeiten von X bis Y Umdrehungen pro Minute in dieser Stellung gehalten. Somit wird die Stellung des Drosselventils 106 verändert, um die gemessene Druckdifferenz auf dem Bezugswert zu halten, der von dem Signal auf Leitung 410 festgelegt wird. Aufgrund der im wesentlichen konstanten Druckdifferenz wird ein effektiv konstanter Dampfstrom durch die Turbine 108 bei Geschwindigkeiten von X bis Y Umdrehungen pro Minute aufrechterhalten, wobei die Höhe dieses Dampfstromes effektiv die ist, die vor- " herrscht, wenn die Wellengeschwindigkeit X Umdrehungen pro

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Minute erreicht. Der Schalter 404 wird in die B-Stellung gebracht, um das Regelventil 107 bei Geschwindigkeiten zwischen X und Y Umdrehungen pro Minute voll geöffnet zu halten.

Bei X Umdrehungen pro Minute wird der Schalter 405 in die Stellung B gebracht und verbleibt in dieser Stellung, bis die Wellen-Rotationsgeschwindigkeit den Wert von Y Umdrehungen pro Minute erreicht. Somit wird die Rotationsgeschwindigkeit der Welle des "A"-Turbinengenerators von dem Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 bei Geschwindigkeiten zwischen X und Y Umdrehungen pro Minute geregelt. Während das Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171 von X auf Y Umdrehungen pro Minute erhöht wird, wird das Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 400 über den Schalter 405 an den Ventileinsteller 175 gelegt. Somit wird das Unterbrechungsventil so eingestellt, daß es den Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 in der Weise regelt, daß die von dem Geschwindigkeitsmesser 190 festgestellte Geschwindigkeit effektiv gleich der Bezugsgeschwindigkeit ist, die von dem Signal auf Leitung 171 bei Geschwindigkeiten zwischen X und Y Umdrehungen pro Minute repräsentiert wird.

Bei Y Umdrehungen pro Minute wird der Druck-Bezugssignalgenerator 417 so eingestellt, daß er den Dampfdruck repräsentiert, der von dem Druckmesser 414 bei dieser Geschwindigkeit gemessen wird. Das Druck-Bezugssignal auf Leitung 418 wird bei Geschwindigkeiten oberhalb von Y Umdrehungen pro Minute auf diesem Wert gehalten. Bei Y Umdrehungen pro Minute wird der Schalter

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in seine Stellung C gebracht und verbleibt in dieser Stellung, während die Geschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators erhöht wird. Bei Geschwindigkeiten oberhalb von Y Umdrehungen pro Minute wird das Unterdrückungsventil 127 gemäß dem Ausgangssignal der Drucksteuerung 415 eingestellt, wobei der Dampfdruck in der ersten Stufe der Turbine 111 auf einem Pegel gehalten wird, der effektiv gleich dem Pegel ist, der von dem Druck-Bezugssignal auf Leitung 418 festgelegt wird. Somit wird ein im wesentlichen konstanter Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 bei Geschwindigkeiten oberhalb von Y Umdrehungen pro Minute aufrechterhalten, wobei die Höhe dieses Dampfstromes effektiv gleich dem Pegel des Dampfstromes ist, der vorherrschte, als die Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators den Wert von Y Umdrehungen pro Minute erreichte.

Bei Y Umdrehungen pro Minute wird die Kontrolle der Geschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators von dem Unterbrechungsventil 127 zum Regelventil 107 übertragen. Um diese Übertragung zu ermöglichen, wird der Schalter 404 in die Stellung T gebracht, um das Regelventil 107 schnell ansteigend zu schließen. Der Schalter 403 wird dann in die Stellung C gebracht, um das Drosselventil 106 voll zu öffnen, nachdem das Regelventil voll geschlossen wurde. Wenn das Drosselventil 106 voll geöffnet ist, wird der Schalter 404 in die C-Stellung gebracht, um das Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 400 dem Eingang des Regel-Ventileinstellers 176A zuzuführen. Somit wird das Regelventil 107 so eingestellt, daß der Dampfstrom durch die Turbine 108 in der Weise verändert wird, daß die

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Wellengeschwindigkeit des ¹¹A"-Turbinengenerators, wie sie von dem Geschwindigkeitsmesser 190 ermittelt wird, effektiv gleich dem Geschwindigkeitsbezug auf Leitung 171 bei Geschwindigkeiten oberhalb von Y Umdrehungen pro Minute ist.

Oberhalb der oben genannten drei Geschwindigkeitsbereiche steuert das in Fig. 4 dargestellte System die gemessene Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators durch Veränderung des einen, aber nicht von beiden Dampfströmen durch die Turbine 108 und durch die Turbinen 111 und 112. Da der Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler 125 sich auf einem erhöhten Pegel zu allen Zeiten während der Beschleunigung der Welle des ¹¹A"-Turbinengenerators befindet, reicht eine Veränderung von einem der Ströme durch Turbine 108 oder durch die Turbinen 111 und aus, um die Wellengeschwindigkeit zu regeln. Obwohl es möglich ist, beide Dampfströme zu verändern, um die Wellengeschwindigkeit zu regeln, ist es günstiger, nur eine zu einer Zeit zu verändern, um die Sache zu vereinfachen.

Während der Beschleunigung des "A"-Turbinengenerators hält das Umgehungsventil-Steuerungssystem 146 (siehe Fig. 1) den Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler 125 auf dem Pegel, der von dem Signal auf Leitung 143 festgelegt wird und kompensiert einen Anstieg des Dampfstromes durch die Turbinen 111 und 112 durch einen gleichen Abfall des Dampfstromes durch die Leitungen 131 und 133, um den gewünschten minimalen Durchstrom durch die Rückheizsegmente aufrechtzuerhalten. Zu den Zeiten, zu denen der Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112

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zum Zwecke der Steuerung der gemessenen Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators verändert wird, erfolgt diese Regelung vorzugsweise effektiver und erfordert eine geringere Veränderung der Stellung des Unterbrechungsventils 127, und zwar wegen des Ruhepegels des Dampfdruckes in dem heißen Rückheizsammler 125.

Wie oben beschrieben wurde, wird ein konstanter Differentialdruck zwischen der Impulskammer und dem Auslaß der Turbine bei mittleren Geschwindigkeiten (Geschwindigkeiten zwischen X und Y Umdrehungen pro Minute) aufrechterhalten und ein konstanter Druck in der ersten Stufe der Turbine 111 bei Geschwindigkeiten oberhalb von Y Umdrehungen pro Minute aufrechterhalten. Somit entsteht ein im wesentlichen konstanter Dampfstrom durch die Turbine 108 bei mittleren Geschwindigkeiten und ein im wesentlichen konstanter Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 bei hohen Geschwindigkeiten (Geschwindigkeiten oberhalb von Y Umdrehungen pro Minute), trotz der Änderung der entsprechenden Turbinen-Durchfluß-Steuerventile mit der Temperatur. Diese wünschenswerterweise stetigen Dampfströme stellen eine gleichförmige und ausreichende Erhitzung und Kühlung der verschiedenen Teile der Turbinen sicher, durch die die Ströme fließen, und ermöglichen eine höhere Genauigkeit der Wellen-Geschwindigkeitsregelung, als es möglich ist, wenn solche Ströme sich während der Beschleunigung ändern.

In Fig. 5 ist ein Kraftwerk mit Doppelturbine dargestellt, wie es auch in Fig. 1 wiedergegeben ist, mit der Ausnahme, daß

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die Geschwindigkeits-Steuerungssysteme 172A und 182A der Fig. von den Steuerungssystemen 172 und 182 der Fig. 1 sich unterscheiden, während die Differenzdruck-Meßgeräte, die zu den Turbinen 108 und 120 (siehe Fig. 1) gehören, in der Fig. 5 nicht enthalten sind. Eine Anordnung zur Steuerung der Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, wird bezüglich Fig. 6 in größeren Einzelheiten beschrieben. Bezugszahlen der Fig. 6, die nicht in Klammern stehen, beziehen sich auf den "A"-Turbinengenerator, für den Einzelheiten der Geschwindigkeits-Steuerungsanordnung weiter unten gegeben werden. Die Beschreibung der Geschwindigkeits-Steuerungsanordnung für den "A"-Turbinengenerator betrifft auch eine entsprechende Anordnung für den "B"-Turbinengenerator (siehe Fig. 5), vorausausgesetzt, daß die in Klammern in Fig. angegebenen Bezugszahlen anstelle der entsprechenden in der folgenden Beschreibung erscheinenden Bezugszahlen verwendet werden.

In Fig. 6 steuert die Geschwindigkeits-Steuerungsanordnung die gemessene Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des ¹¹A"-Turbinengenerators gemäß dem Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171. Eine Geschwindigkeits-Steuerung 600 vergleicht ein Bezugs-Geschwindigkeitssignal auf Leitung 171 mit dem Signal auf einer Leitung 601, das die von dem Geschwindigkeitsmesser 190 gemessene Wellengeschwindigkeit wiedergibt. Aufgrund einer Differenz zwischen den Signalen auf den Leitungen 171 und 601 erzeugt die Geschwindigkeits-Steuerung 600 auf einer Leitung ein Ausgangssignal, das zu einem der Ventileinsteller 175, 176A

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und 176B durch einen zugehörigen Schalter der Schalter 603, 604 und 605 angeschlossen ist. Somit wird zu jeder Zeit einer der Ventile 106, 107 und 127 gemäß dem Signal auf Leitung 602 eingestellt, um den Dampfstrom durch den zugehörigen Turbinenteil zu verändern und die gemessene Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators gemäß dem Geschwindigkeits-Bezugssignal auf der Leitung 171 zu regeln. Insbesondere verbindet der Schalter 605, wenn er sich in seiner Α-Stellung befindet, das Signal auf Leitung 602 mit dem Eingang des Unterbrechungs-Ventileinstellers 175 bei Geschwindigkeiten von weniger als X Umdrehungen pro Minute. Der Schalter 603 verbindet, wenn er sich in der Stellung B befindet, das Ausgangssignal der Steuerung 600 mit dem Eingang des Drossel-Ventileinstellers 176B bei Geschwindigkeiten von X bis Y Umdrehungen pro Minute, während bei Geschwindigkeiten oberhalb von Y Umdrehungen pro Minute der Schalter 604 in der Stellung C das Ausgangssignal der Steuerung 600 mit dem Eingang des Regel-Ventileinstellers 176A verbindet.

Bezüglich des Schalters 603 ist zu sagen, daß die Anordnung dieses Schalters in seine Α-Stellung ein Schließ-Vorspannungssxgnal, das von einem Generator 606 erzeugt wird, mit dem Ventileinsteller 176B verbindet, um das Drosselventil 176 geschlossen zu halten, während die Anordnung des Schalters in die C-Stellung ein öffnungs-Vorspannungssignal, das von einem Generator 607 erzeugt wird, mit dem Eingang des Einstellers 176B verbindet, um das Drosselventil 106 voll geöffnet zu halten.

Ein Signalgenerator 608 erzeugt ein öffnungs-Vorspannungssignal,

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das von einem Schalter 604, wenn er sich in den Stellungen A und B befindet, mit dem Eingang des Ventileinstellers 176A verbindet, um das Regelventil 107 voll geöffnet zu halten. Ein Signalgenerator 609 erzeugt ein ansteigendes Ausgangssignal, das über den Schalter 604 in seiner C-Stellung zum Eingang des Einstellers 176A geleitet wird. Die Anordnung des Schalters 604 in der T-Stellung verursacht, daß das Regelventil schnell ansteigend geschlossen wird.

Ein Druckmesser 610 ist vorgesehen, um den Dampfdruck in der ersten Stufe der Turbine 111 zu messen. Ein Signal, das den gemessenen Druck repräsentiert, ist mit einem Eingang einer Drucksteuerung 611 auf einer Leitung 612 verbunden. Ein Signalgenerator 613, wie beispielsweise eine potentiometrische Spannungsquelle oder ein Digitalcomputer mit einem analogen Ausgang, erzeugen ein Signal auf einer Leitung 614, das mit einem zweiten Eingang der Drucksteuerung 611 verbunden ist. Das Signal auf Leitung 614 repräsentiert einen gewünschten Wert für den Dampfdruck in der ersten Stufe der Turbine 111. Gemäß der Differenz zwischen dem Signal auf den Leitungen 614 und erzeugt die Drucksteuerung 611 ein Ausgangssignal auf einer Leitung 615. Wenn der Schalter 605 in seine Stellung B oder C gebracht wird, wird das Ausgangssignal der Drucksteuerung 611 mit dem Eingang des Ventileinstellers 175 verbunden, wodurch das Unterbrechungsventil 127 gemäß dem Signal auf Leitung eingestellt wird, um die Differenz zwischen den Signalen auf den Leitungen 612 und 614 zu vermindern. Somit wird der von dem Meßgerät 610 gemessene Druck in der Weise geregelt, daß

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der Druck effektiv gleich dem Bezugsdruck ist, der von dem Signal auf Leitungen 614 repräsentiert wird.

Bei Geschwindigkeiten von weniger als X Umdrehungen pro Minute wird das Drosselventil 106 geschlossen gehalten, wobei sich der Schalter 603 in der Stellung A befindet. Mit dem Schalter 604 in Stellung A wird das Regelventil 107 voll geöffnet gehalten. Bei solchen Geschwindigkeiten läuft kein Dampf durch die Turbine 108.

Wenn das Geschwindigkeits-Bezugssignal auf der Leitung 171 von einem Pegel, der der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit entspricht, auf einem X Umdrehungen pro Minute entsprechenden Pegel erhöht wird, bleibt der Schalter 605 in der Stellung A," um das Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 600 mit dem Eingang des Ventileinstellers 175 zu verbinden. Infolgedessen wird das Unterbrechungsventil 127 gemäß dem Signal auf der Leitung 602 eingestellt, um den Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 zu beeinflussen und die gemessene Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators gemäß dem Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171 zu regeln.

Bei X Umdrehungen pro Minute wird das Druck-Bezugssignal auf Leitung 614 eingestellt, um den Dampfdruck in der ersten Stufe der Turbine 111 wiederzugeben, wie er von dem Druckmesser bei dieser Geschwindigkeit gemessen wird. Das Signal auf der Leitung 614 verbleibt auf dieser Höhe bei Geschwindigkeiten oberhalb von X Umdrehungen pro Minute. Von der Rotationsge-

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schwindigkeit X Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit wird somit das Unterbrechungsventil 127 gemäß
dem Ausgangssignal der Drucksteuerung 611 eingestellt, wobei der von dem Meßgerät 610 gemessene Druck so geregelt wird,
daß er effektiv gleich dem Bezugs-Druckpegel ist, der von
dem Signal auf Leitung 614 bestimmt wird. Infolgedessen wird ein durch die Turbinen 111 und 112 bei Geschwindigkeiten oberhalb von X Umdrehungen pro Minute konstanter Dampfstrom aufrechterhalten, um eine ausreichende Erwärmung und Abkühlung
der verschiedenen Teile dieser Turbinen sicherzustellen. Der durch die Turbinen 111 und 112 laufende relativ konstante Dampf strom ermöglicht auch eine genauere Steuerung der Wellen-Rotationsgeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators mit geringeren Veränderungen des Dampfstromes durch die Turbine 108, als sie erreichbar ist, wenn der Strom durch die Turbinen 111 und sich ändert, z. B. infolge von Temperaturänderungen der Ventil-Bauteile.

Während das Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171 von einem dem Wert X Umdrehungen pro Minute entsprechenden Pegel auf einen Pegel erhöht wird, der der Synchrongeschwindigkeit entspricht, wird der Dampfstrom durch die Turbine 108 so verändert, daß die gemessene Rotationsgeschwindigkeit der Welle des ¹¹A"-Turbinengenerators geregelt wird. Von X bis Y Umdrehungen pro Minute wird das Drosselventil 106 so eingestellt, daß es die Wellengeschwindigkeit regelt. Oberhalb von X Umdrehungen pro Minute wird das Regelventil 107 eingestellt, um
die Wellengeschwindigkeit zu regeln. Insbesondere wird jeder

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der Schalter 603 und 604 bei X Umdrehungen pro Minute in die Stellung B gebracht und verbleiben in dieser Stellung, bis die Wellengeschwindigkeit Y Umdrehungen pro Minute erreicht. Infolgedessen wird das Regelventil 107 voll geöffnet gehalten, während das Drosselventil 106 gemäß dem Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 600 eingestellt wird. Infolgedessen wird das Drosselventil 106 eingestellt, um den Dampfstrom durch die Turbine 108 zu verändern und die gemessene Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators effektiv auf die Bezugsgeschwindigkeit einzuregeln, die von dem Signal auf Leitung 171 bestimmt wird.

Bei Y Umdrehungen pro Minute wird der Schalter 604 in die T-Stellung gebracht, um das Regelventil 107 gemäß einer Sägezahnfunktion zu schließen. Nachdem das Ventil 107 geschlossen ist, wird der Schalter 603 in die C-Stellung gebracht, um das Drosselventil 106 voll zu öffnen. Dann wird der Schalter 604 in die Position C gebracht, um das Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 600 dem Eingang des Regeleinstellers 176A zuzuführen. Bei Geschwindigkeiten oberhalb von Y Umdrehungen pro Minute wird somit das Regelventil 107 gemäß dem Signal auf Leitung 602 eingestellt, um den Dampfstrom durch die Turbine 108 zu regeln und die Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators gemäß dem Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 171 zu regeln.

Das in Fig. 6 dargestellte System regelt die gemessene Wellen-' geschwindigkeit des ¹¹A"-Turbinengenerators gemäß dem Geschwin-

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digkeits-Bezugssignal, welches Signal von der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit zur Synchrongeschwindigkeit ansteigt, tun den Turbinengenerator zu beschleunigen und nachfolgend den Generator 113 mit dem zugehörigen Leistungssystem (nicht dargestellt) zu synchronisieren, über jeden Geschwindigkeitsbereich wird vorzugsweise jeweils nur einer der Dampfströme durch die Turbine 108 und durch die Turbinen 111 und 112 verändert, um die Wellengeschwindigkeit zu regeln, und zwar aus den oben bereits erwähnten Gründen der Vereinfachung. Während der Beschleunigung des ¹¹A"-Turbinengenerators regelt das Umgehungsventil-Steuerungssystem 146 den Dampfdruck in dem heißen Rückheizsammler 125 gemäß dem Bezugs-Druckpegel, der von dem Signal auf Leitung 143 festgelegt wird. Diese Druckregelung vergrößert vorteilhafterweise die Genauigkeit, mit der die Wellengeschwindigkeit gesteuert wird und hält den gewünschten minimalen Durchfluß durch die Rückheizsegemente aufrecht. Eine derartige Druckregelung verbessert auch die Aufrechterhaltung eines effektiven konstanten Dampfstromes durch die Turbinen 111 und 112 bei Geschwindigkeiten oberhalb von X Umdrehungen pro Minute.

Ein Unterschied zwischen der in Fig. 6 dargestellten Geschwindigkeits-Steuerungsanordnung und der in Fig. 4 gezeigten liegt darin, daß ein Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 bei Geschwindigkeiten unterhalb von X Umdrehungen pro Minute auftritt, wenn der "A"-Turbinengenerator unter der Steuerung der in Fig. 6 dargestellten Anordnung beschleunigt wird, während keine Strömung durch die Turbinen bei Geschwindigkeiten unterhalb von X Umdrehungen pro Minute auftritt, wenn die

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Beschleunigung von der in Fig. 4 dargestellten Anordnung gesteuert wird. Eine Strömung durch die Turbinen 111 und 112 erwärmt wünschenswerterweise Teile der Turbine 111 und kühlt Turbinenteile nahe dem Dampfauslaß der Turbine 112.

In Fig. 7 ist ein Kraftwerk mit Doppelturbine dargestellt. Die Anordnungen zur Steuerung der Wellengeschwindigkeit des Turbinengenerators der Fig. 7 sind in den Fig. 8 und 9 wiedergegeben. Mit Ausnahme der Bezugszahlen 192A, 192B, 193A, und 193 B ergeben sich die Beschreibungen hinsichtlich der Bezugszahlen der Fig. 7 aus der bereits mit Bezug der Fig. 1 gegebenen Beschreibung. Die Drossel-Ventileinsteller 176B und 184B, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind, erzeugen jeweils Signale auf .den Leitungen 192A und 192B hinsichtlich der tatsächlichen Stellungen der Drosselventile. Somit stellt das Signal auf Leitung 192A die Stellung des Drosselventils 106 dar, das zu dem "A"-Turbinengenerator gehört, und das Signal auf Leitung 192B stellt die Stellung des Drosselventils 118 dar, das zu dem ¹¹B"-Turbinengenerator gehört. Der Unterbrechungs-Ventileinsteller 175 erzeugt ein Signal auf der Leitung 193A, das die Stellung des Unterbrechungsventils 127 wiedergibt, das zu dem "A"-Turbinengenerator gehört. Der Unterbrechungs-Ventileinsteller 185 erzeugt ein Signal auf der Leitung 193B, das die Stellung des Unterbrechungsventils 148 wiedergibt, das zu dem "B"-Turbinengenerator gehört.

In Fig. 8 ist eine Anordnung zur Steuerung der Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators gezeigt, wie sie von dem

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Geschwindigkeitsmesser 800 in Übereinstimmung mit einem Geschwindigkeits-Steuerungssignal 805 gemessen wird, das von einer Einrichtung 801 erzeugt wird. Eine Geschwindigkeits-Steuerung reagiert auf die Differenz zwischen der Bezugsgeschwindigkeit der Einrichtung 801 und der von dem Ausgangssignal 804 des Meßgerätes 800 festgelegten Wellengeschwindigkeit, um ein Ausgangssignal auf der Leitung 803 zu erzeugen, das dem Eingang eines der Ventileinsteller 175, 176A und 176B zugeführt wird, wobei eines der Ventile 106, 107 und 127 eingestellt wird, um den Dampfstrom durch den entsprechenden Turbinenteil zu verändern, so daß die gemessene Wellengeschwindigkeit effektiv gleich der Bezugsgeschwindigkeit ist.

Während das Signal auf der Leitung 805 von einem der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit entsprechenden Höhe zu einem Wert ansteigt, der X Umdrehungen pro Minute entspricht, leitet ein Schalter 806 in Stellung A das Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 802 zu dem Eingang des Drossel-Ventileinstellers 176B. Ein sich in Α-Stellung befindender Schalter 807 liefert innerhalb dieses Geschwindigkeitsbereichs ein öffnungs-Vorspannungssignal zum Eingang des Regel-Ventileinstellers 176A, um das Regelventil 107 voll geöffnet zu halten. Von der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit bis zur Geschwindigkeit X Umdrehungen pro Minute leitet ein Schalter 808, der sich in Stellung A befindet, ein Schließ-Vorspannungssignal zum Eingang des Unterbrechungs-Ventileinstellers 170, um das Unterbrechungsventil geschlossen zu halten. Somit verändert das Drosselventil den Dampfstrom durch die Turbine 108, um die gemessene Wellen-

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geschwindigkeit des "A"-Turbxnengenerators gemäß der gewünschten Wellengeschwindigkeit während der Zeit zu regeln, zu der die gewünschte Geschwindigkeit von Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit auf X Umdrehungen pro Minute erhöht wird.

Bei einer Rotationsgeschwindigkeit von X Umdrehungen pro Minute wird ein Positions-Bezugs-Signalgenerator 809 eingesetzt, um ein Positions-Bezugssignal zu erzeugen, das die Stellung des Drosselventils 106 bei dieser Geschwindigkeit wiedergibt, wobei diese Stellung von dem Signal auf der Leitung 192A wiedergegeben wird. Sowohl das Positions-Bezugssignal und die Leitung 192A sind mit einer Positions-Steuerung 810 verbunden, die ein Ausgangssignal aufgrund einer Differenz zwischen dem Bezugssignal und dem Signal auf der Leitung 192A erzeugt. Von X bis Y Umdrehungen pro Minute wird das Ausgangssignal der Steuerung 810 vom Schalter 806 in Stellung B zum Eingang des Drossel-Ventileinstellers 176B geleitet. Wenn aus irgendeinem Grunde die Stellung des Drosselventils 106, wie es von dem Signal auf Leitung 192A wiedergegeben wird, von der Bezugspositition abweicht, die von dem Ausgangssignal der Einrichtung 809 festgelegt wird, erzeugt die Steuerung 810 ein Ausgangssignal, das bewirkt, die Stellung des Drosselventils zu dem Bezugswert zurückzubringen. Somit wird das Drosselventil 106 während des gesamten Bereiches X bis Y Umdrehungen pro Minute in seiner Stellung gehalten, wenn die Wellengeschwindigkeit X Umdrehungen pro Minute erreicht.

Von X bis Y Umdrehungen pro Minute bleibt der Schalter 807

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in der Stellung B, wobei das Regelventil 107 voll geöffnet bleibt. Über diesen Geschwindigkeitsbereich verbindet der Schalter 808 in Stellung B das Ausgangssignal der Steuerung 802 zum Eingang des Unterbrechungs-Ventileinstellers 175. Während das Geschwindigkeits-Bezugssignal auf Leitung 805 von einem X Umdrehungen pro Minute entsprechenden Pegel auf einen Y Umdrehungen pro Minute entsprechenden Pegel erhöht wird, wird das Unterbrechungsventil 127 so eingestellt, daß es den Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 verändert, um die Wellengeschwindigkeit des ¹¹A"-Turbinengenerators gemäß dem Bezugswert zu regeln.

Wenn die gemessene Wellengeschwindigkeit Y Umdrehungen pro Minute erreicht, wird ein Signalgenerator 811 gesetzt, um ein mit Positions-Bezugssignal auf einer Leitung 812 zu erzeugen, das die Stellung des Unterbrechungsventils 127 wiedergibt, wie es von dem Signal auf der Leitung 193A bei der Geschwindigkeit von Y Umdrehungen pro Minute repräsentiert wird. Sowohl das Positions-Bezugssignal auf Leitung 812 als auch das Signal auf Leitung 193A werden an eine Postions-Steuerung 813 angeschlossen, die auf eine Differenz zwischen diesen Signalen in der Weise reagiert, daß auf einer Leitung 814 ein Ausgangssignal erzeugt wird. Der Schalter 808 ist in Stellung B angeordnet und bleibt in dieser Stellung bei Geschwindigkeiten, die von Y Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit reichen. Wenn ein Unterschied zwischen dem Positions-Bezugssignal auf Leitung 812 und der Stellung des Unterbrechungsventils 127 auftritt, wie es von dem Signal auf Leitung 193A

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wiedergegeben wird_# verändert der Unterbrechungs-Ventileinsteller 175 die Stellung des Unterbrechungsventils 127 gemäß dem Signal auf Leitung 840, um die Differenz zu vermindern. Bei Geschwindigkeiten von Y Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit wird somit die gemessene Stellung des Unterbrechungsventils 127 gemäß der gemessenen Stellung dieses Ventils geregelt, wenn die Wellengeschwindigkeit Y Umdrehungen pro Minute erreicht hat.

Bei Y Umdrehungen pro Minute wird der Schalter 807 in die T-Stellung gebracht, um den Ausgang des Schließ-Vorspannungs-Signalgenerators 850 mit dem Eingang des Regel-Ventileinstellers 176A zu verbinden und das Regelventil 107 aufsteigend schnell zu schließen. Wenn das Regelventil 107 geschlossen ist, wird der Schalter 806 in die C-Steilung gebracht, um das Ausgangssignal eines Öffnungs-Vorspannungs-Signalgenerators zum Eingang des Drossel-Ventileinstellers 176B zu leiten, um das Drosselventil 106 voll geöffnet zu halten. Dann wird der Schalter 807 in die C-Stellung gebracht, wodurch das Regelventil 107 gemäß dem Signal auf Leitung 803 eingestellt wird. Von einer Rotationsgeschwindigkeit von X Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit stellt die Geschwindigkeits-Steuerung 802 das Regelventil 107 so ein, daß der Strom durch die Turbine 108 in der Weise verändert wird, daß die gemessene Wellengeschwindigkeit gemäß der gewünschten Wellengeschwindigkeit geregelt wird, die von dem Signal auf Leitung 805 festgelegt ist.

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In Fig. 9 ist ein System zur Steuerung der gemessenen Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators der Fig. 7 gezeigt, und zwar gemäß einem Geschwindigkeits-Bezugssignal. Eine Einrichtung 901, wie beispielsweise eine einstellbare Bezugsspannung oder ein Digitalcomputer mit Digital-Analog-Umsetzer erzeugt ein Ausgangs-Geschwindigkeits-Bezugssignal, das einem Eingang einer Geschwindigkeits-Steuerung 902 zugeführt wird. Ein Geschwindigkeitsmesser 903 mißt die Wellengeschwindigkeit des "A"-Turbinengenerators und erzeugt auf einer Leitung 904 ein Signal, das die gemessene Wellengeschwindigkeit wiedergibt. Die Leitung 904 ist mit einem zweiten Eingang der Geschwindigkeits-Steuerung 902 verbunden, die auf die Differenz zwischen dem gewünschten und dem gemessenen Geschwindigkeitssignal in der Weise reagiert, daß ein Ausgangssignal auf einer Leitung erzeugt wird. Zu jeder Zeit ist das Signal auf der Leitung 905 mit dem Eingang von einem von drei Ventileinstellern 176A, 176B und 175 verbunden. Wenn das zugehörige Ventil gemäß dem Signal auf der Leitung 905 eingestellt wird, wird der Dampfstrom durch den entsprechenden Turbinenabschnitt verändert, um die Differenz zwischen den gemessenen Geschwindigkeiten und den gewünschten Geschwindigkeiten zu vermindern, so daß die gemessenen Geschwindigkeiten gemäß dem Bezugs-Geschwindigkeitswert geregelt werden.

Zu der Zeit, wenn die gewünschte Wellengeschwindigkeit geringer ist als X Umdrehungen pro Minute, ist kein Dämpfstrom durch die Turbine 108 vorhanden, da bei diesen Geschwindigkeiten das Drosselventil 106 geschlossen ist. Das Drosselventil 106

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wird von einem Schließ-Vorspannungs-Ausgangssignal eines Signalgenerators 906 geschlossen gehalten, welches Ausgangssignal dem Eingang des Drossel-Ventileinstellers 176B durch einen Schalter 907 zugeführt wird, der sich in der Stellung A befindet. Das Regelventil 107 ist bei derartigen Geschwindigkeiten offen, und zwar wegen des öffnungs-Vorspannungs-Ausgangssignals eines Signalgenerators 908, das dem Eingang des Regel-Ventileinstellers 176A über einen Schalter 909 zugeführt wird, der sich in der Stellung A befindet.

Bei Geschwindigkeiten, die geringer als X Umdrehungen pro Minute sind, wird die gemessene Wellengeschwindigkeit durch die Einstellung des Unterbrechungsventils 127 gemäß dem Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 902 geregelt, wobei dieses Signal dem Eingang des Unterbrechungs-Ventileinstellers 175 über einen Schalter 910 zugeführt wird, der sich in der Stellung A befindet.

Bei Geschwindigkeiten, die von X Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit reichen, wird der Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 dadurch geregelt, daß das Unterbrechungsventil 127 in seiner geschlossenen Stellung gehalten wird, wenn die gemessene Wellengeschwindigkeit X Umdrehungen pro Minute beträgt und Dampf nur durch die Turbinen 111 und 112 fließt. Bei X Umdrehungen pro Minute wird ein variabler Signalgenerator 911 gesetzt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die Stellung des Unterbrechungsventils 127 wiedergibt, wie es von dem Signal auf der Leitung 193A bei dieser Geschwindig-

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keit repräsentiert wird. Das Ausgangssignal des Signalgenerators 911 bleibt auf dem Pegel, der von der Stellung des Unterbrechungsventils 127 bei X Umdrehungen pro Minute repräsentiert wird, auch bei Geschwindigkeiten, die von X Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit reichen. Das Ausgangssignal des Signalgenerators 911 und das Signal auf der Leitung 913A werden einem ersten und einem zweiten Eingang einer Positions-Steuerung 912 zugeführt, die auf eine Differenz zwischen den EingangsSignalen in der Weise reagiert, daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, das dem Eingang des Unterbrechungs-Ventileinstellers 175 über den Schalter 910 zugeführt wird, wenn dieser Schalter in seine B- oder C-Stellung gebracht wird. Wenn aus irgendeinem Grunde die gemessene Stellung des Unterbrechungsventils 127 von der gewünschten Position dieses Ventils abweicht, wie es von dem Ausgangssignal des Signalgenerators 911 repräsentiert wird, erzeugt die Positions-Steuerung 912 ein Ausgangssignal, das den Unterbrechungs-Ventileinsteller 175 veranlaßt, das Unterbrechungsventil 127 so zu bewegen, daß die Differenz zwischen den Eingangssignalen der Positions-Steuerung 912 vermindert wird, wodurch die Stellung des Ventils 127 gemäß seiner Stellung bei X Umdrehungen pro Minute geregelt wird.

Bei X Umdrehungen pro Minute wird der Schalter 907 in die B-Stellung gebracht, nachdem das Unterbrechungsventil 127 in die vorstehend beschriebene Positions-Steuerung gebracht wurde, und das Signal auf der Leitung 905 wird dem Eingang des Drosseleinstellers 176B zugeführt. Somit wird bei Geschwindigkeiten

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von X bis Υ Umdrehungen pro Minute das Drosselventil 106 gemäß dem Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 902 eingestellt, um den Dampfstrom durch die Turbine 108 so zu verändern, daß die gemessene Wellengeschwindigkeit gemäß der gewünschten Wellengeschwindigkeit geregelt wird, wie sie von dem Ausgangssignal des Signalgenerators 901 wiedergegeben wird.

Wenn die gemessene Wellengeschwindigkeit Y Umdrehungen pro Minute erreicht, wird der Schalter 909 in die T-Stellung gebracht, um das Ausgangssignal des Signalgenerators 913 zum Eingang des Regel-Ventileinstellers 176A zu bringen und das Regelventil 107 zu veranlassen, sich schnell ansteigend zu schließen. Nachdem das Ventil 107 geschlossen ist, wird der .Schalter 907 in seine C-Stellung gebracht, um das Ausgangssignal eines öffhungs-Vorspannungs-Signalgenerators 914 zum Eingang des Drossel-Ventileinstellers 176B zu leiten und das Drosselventil 106 voll zu öffnen und das Ventil in dieser Stellung zu halten. Dann wird der Schalter 909 in die C-Stellung gebracht, um das Ausgangssignal der Geschwindigkeits-Steuerung 902 dem Eingang des Regel-Ventileinstellers 176A zuzuführen, wobei der Dampfstrom durch die Turbine 108 verändert wird, um die gemessene Wellengeschwindigkeit gemäß der gewünschten Geschwindigkeit zu regeln, die von dem Ausgang des Signalgenerators 901 bei Geschwindigkeiten von Y Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit repräsentiert wird.

Es sei betont, daß die in den Fig. 8 und 9 dargestellten

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Geschwindigkeits-Steuerungssysteme gemeinsam mit dem Umgehungs-Ventil-Steuerungssystem 146 arbeiten, das den Durchstrom von heißem Rückheizdampf durch die Leitungen 131 und 133 regelt, um einen gewünschten Wert des Dampfdruckes in dem heißen Rückheizsammler aufrechtzuerhalten und dadurch einen gewünschten minimalen Dampfstrom durch die Rückheizersegmente während der Beschleunigung des ¹¹A"-Turbinengenerators auf Synchrongeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Somit wird der Dampfstrom durch die Umgehungsleitungen 131 und 133 vermindert, während der Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 zum Zwecke der Beschleunigung des "A"-Turbinengenerators erhöht wird.

Obwohl die in den Fig. 8 und 9 dargestellten Beschleunigungs-Steuerungsanordnungen bezüglich des "A"-Turbinengenerators (siehe Fig. 7) beschrieben wurden, beziehen sich diese Beschreibungen auch auf Anordnungen, die sich auf den "B"-Turbinengenerator beziehen, vorausgesetzt, daß die in den Fig. 8 und 9 in Klammern angegebenen Bezugszahlen anstelle der in der Beschreibung verwendeten Bezugszahlen benutzt werden.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten System wird das Unterbrechungsventil 127 unter die Stellungskontrolle bei Geschwindigkeiten oberhalb von Y Umdrehungen pro Minute gebracht, während das Drosselventil 106 unter diese Steuerung bei mittleren Geschwindigkeiten (von X bis Y Umdrehungen pro Minute) gebracht wird. Bei dem in Fig. 9 dargestellten System wird das Unterbrechungsventil 127 bei Geschwindigkeiten oberhalb von X Umdrehungen pro Minute unter die Positions-Steuerung gebracht. Wenn ein

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Ventil sich unter einer derartigen Positions-Steuerung befindet, kann der Strom durch den zugehörigen Turbinenabschnitt sich ändern, aufgrund der Änderungen des Turbinenabschnittes mit der Temperatur, die den Stromfluß beeinflußt, oder aufgrund von Änderungen des Ventils oder des Gerätes, das die Stellung des Ventils mißt, mit der Temperatur. Derartige Änderungen des Dampfstromes verursachen Änderungen der Wellengeschwindigkeit des entsprechenden Turbinengenerators. Es sei betont, daß eine derartige Variation gemessen wird und daß die zugehörige Geschwindigkeits-Steuerung derartige Abweichungen dadurch kompensiert, daß der Dampfstrom variiert wird, der zum Zwecke der Steuerung der Wellengeschwindigkeit zu der Zeit, zu der die Abweichung auftritt, verwendet wird.

Jede der verschiedenen Steuerungen, die in den Geschwindigkeits-Steuerungsanordnungen gemäß Fig. 4, 6, 8 und 9 enthalten sind, sind vom PI-Typ, d. h., sie haben einen proportionalen und einen integralen Anteil. Das Ausgangssignal einer derartigen Steuerung ist die Summe von zwei Signalkomponenten, wobei die eine direkt proportional zur Differenz zwischen dem Eingangssignal der Steuerung und die andere proportional zum Zeitintegral dieser Differenz ist. Jeder in Fig. 4, 6, 8 und 9 dargestellte Geschwindigkeits-Detektor umfaßt eine mit Zähnen versehene Scheibe, die sich mit der zugehörigen Turbinenwelle dreht. Während die Scheibe rotiert, verursacht das Vorbeilaufen eines jeden Zahnes an einer angrenzenden fixierten Stelle einen Impuls und die gemessene Impulsfrequenz wird zu einem Ausgangssignal für die Umdrehungen pro Minute umgewandelt.

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Zum Zwecke der Geschwindigkeits-Steuerung verändern die in Fig. 4 und 8 dargestellten Anordnungen den Dampfstrom durch die Turbine 108 von der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit bis zu X Umdrehungen pro Minute und den Dampfstrom durch die Turbinen 111 und 112 bei von X bis Y Umdrehungen pro Minute reichenden Geschwindigkeiten und den Durchfluß durch die Turbine 108 bei Geschwindigkeiten, die von Y Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit reicht. Die i'n den Fig. 6 und 9 dargestellten Anordnungen verändern die Durchströmung durch die Turbinen 111 und 112 von der Getriebe-Umschaltgeschwindigkeit bis X Umdrehungen pro Minute, die Durchströmung durch die Turbine 108 von X Umdrehungen pro Minute bis zur Synchrongeschwindigkeit. Diese Anordnungen sind relativ einfacher aufzubauen als die der Fig. 4 und 8, da keine Einrichtungen vorgesehen sein müssen, um den Dampfstrom durch die Turbine 108 bei Geschwindigkeiten zwischen X und Y Umdrehungen pro Minute konstantzuhalten. Da die Anordnungen der Fig. 6 und 9 keinen Dampfstrom durch die Turbine 108 bei niedrigen Geschwindigkeiten ermöglichen, ist es nützlich, zwischen dem Dampfauslaß der Turbine 108 und dem kalten Rückheizsammler 109 (siehe Fig. 1) ein Isolationsventil vorzusehen, so daß das Auslaßende der Turbine 108 nicht der Ventilations-Erhitzung von der Drehung durch den Hochdruckdampf ausgesetzt wird.

Während die Anordnungen der Fig. 8 und 9 eine konstante Stellung eines Durchfluß-Steuerungsventils halten, um einen relativ konstanten Dampfstrom durch den zugehörigen Turbinenabschnitt aufrechtzuerhalten, verändern die Anordnungen der

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Fig. 4 und 6 die Stellung des Durchströmungs-Steuerungsventils, um eine konstante Dampfdruck-Differenz zwischen einem Punkt innerhalb des zugehörigen Turbinenabschnitts und dessen Dampfauslaß und damit einen wesentlichen konstanten Dampfstrom durch den Turbinenabschnitt aufrechtzuerhalten. Somit können sich die Durchströmungs-Eigenschaften des Strömungs-Steuerungsventils mit der Temperatur ändern, vorteilhafterweise ergibt sich jedoch keine resultierende Änderung der Dampfströmung durch den Turbinenabschnitt, und zwar wegen des konstanten Druckunterschiedes. Jedoch werden in beiden Anordnungen (Fig. 8 und 9 sowie Fig. 4 und 6) eine positive Regelwirkung vorgenommen, sei es nun eine Regelung einer Ventilstellung oder die Regelung einer Druckdifferenz, um einen relativ konstanten Dampfstrom durch einen Turbinenabschnitt sicherzustellen' und damit auch sicherzustellen, daß verschiedene Teile des Turbinenabschnittes vom Dampfstrom in richtiger Weise angewärmt oder abgekühlt werden.

Patentansprüche;

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Claims

P a' t e' ti t a' n' s' p' r' ü c h e' ;

Elektrizitätskraftwerk mit einem Dampfgenerator, der aus einem überheizsegment zur Erzeugung von überhitztem Dampf und einem Rückheizsegment zur Rückerhitzung von Dampf, sowie einen Turbinengenerator besitzt, der gekennzeichnet ist durch einen Hochdruck-Turbinenabschnitt (108; 120), der so angeschlossen ist, daß durch ihn ein erster Dampfstrom von einem Auslaß eines überhitzersegments (105) fließt, durch einen Niederdruck-Turbinenteil (111, 112; 122, 123), der so angeordnet ist, daß durch ihn ein zweiter Dampfstrom von einem Auslaß des Rückheizsegments (109, 125) fließt, wobei Hoch- und Niederdruck-Turbinenabschnitt mit einer elektrischen Generatoreinrichtung (113; 124) wellenantriebsmäßig gekoppelt sind; durch erste Umgehungseinrichtungen (114; 115), die so angeordnet sind, daß sie Dampf von dem Auslaß des überheizsegments (105) zum Auslaß des Hochdruck-Turbinenabschnitts (108; 120) leitet, wobei der Auslaß des Hochdruck-Turbinenabschnitts (108; 120) mit einem Einlaß des Rückheizsegments (109, 125) verbunden ist, durch zweite Umgehungseinrichtungen (131; 154), die so angeordnet sind, daß sie Dampf von dem Auslaß des Rückheizsegments (109, 125) zum Auslaß (130; 151) des Niederdruck-Turbinenteils (111, 112; 122, 123) leiten; durch Einrichtungen zum Erzeugen eines ersten Signals (171; 181), das repräsentativ ist für eine Soll-Wellen-Drehzahl des Turbinengenerators (113; 124), und durch Einrichtungen (190; 191), die so angeordnet sind, daß

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sie die Wellen-Drehzahl des Turbinengenerators (113; 124) messen und ein zweites Signal erzeugen, das repräsentativ für die gemessene Wellen-Drehzahl ist, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß einer von dem ersten und zweiten Dampfstrom aufgrund einer Differenz zwischen ersten (171; 181) und zweiten Signal verändert wird, um diese Differenz zu vermindern, wobei die gemessene Wellen-Drehzahl gemäß der Soll-Drehzahl gesteuert wird, während der für Zwecke der Steuerung der Wellen-Drehzahl nicht veränderte Dampfstrom der beiden Ströme auf einen im wesentlichen konstanten Pegel geregelt wird.
2. Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfgenerator (101) Wärme von dem Kühlgas eines gasgekühlten Hochtemperatur-Nuklearreaktors (100) zum Zwecke der Erzeugung von überhitztem Dampf und rückerhitztem Dampf bezieht.
3. Kraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen (142; 163) zur Erzeugung eines vierten Signals (143; 164), das repräsentativ ist für einen Sollwert einer vorbestimmten Kraftwerk-Variablen, die in Beziehung steht zu einem gewünschten minimalen Dampf-Durchstrom durch das Rückheizsegment (109, 125), durch Einrichtungen (144) zur Messung des Wertes der Kraftwerk-Variablen, die in Beziehung steht zu dem Dampfstrom durch das Rückheizsegment (109, 125) und zur Erzeugung eines fünften Signals (145), das repräsentativ ist für den

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gemessenen Wert; und durch Einrichtungen (146, 135, 132; 165, 157, 154), die auf die Differenz zwischen viertem (143; 164) und fünftem (145) Signal reagieren, um den Dampfstrom durch die zweite Umgehungseinrichtung (131) zu verändern, um die Differenz zu vermindern und den gewünschten minimalen Dampfstrom durch das Rückheizsegment (109, 125) aufrechtzuerhalten.
4. Kraftwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Kraftwerk-Variable, die zu dem Dampfstrom durch das Rückheizsegment (109, 125) in Beziehung steht, der Dampfdruck am Auslaß des RückheizSegmentes (109, 125) ist.
5." Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dampfstrom verändert und der erste Dampfstrom im wesentlichen konstantgehalten wird immer dann, wenn die gewünschte Wellen-Drehzahl geringer als ein erster Wert istt und daß der erste Dampfstrom verändert wird, während der zweite Dampfstrom im wesentlichen konstant gehalten wird, wenn die gewünschte Wellen-Drehzahl den ersten Wert überschreitet.
6. Kraftwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des ersten Dampfstromes Null ist, wenn die
gewünschte Wellen-Drehzahl geringer als der erste Wert ist.

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7. Kraftwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dampfstrom durch ein Unterbrechungsventil (127; 148) gesteuert wird, das zwischen dem Auslaß des Rückheizsegments (109, 125) und dem Einlaß des Niederdruck-Turbinenabschnitts (111, 112; 122, 123) angeordnet ist, wobei der zweite Dampfstrom im wesentlichen konstant gehalten wird, indem die gemessene Stellung des Unterbrechungsventils (127; 148) gemäß der Stellung des Ventils (127; 148) geregelt wird, wenn die Wellen-Drehzahl des Turbinengenerators gleich dem ersten Wert ist.
8. Kraftwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dampfstrom durch ein Unterbrechungsventil (127; 148) gesteuert wird, das zwischen dem Auslaß des Rückheizsegments (109, 125) und dem Einlaß des Niederdruck-Turbinenabschnitts (111, 112; 122, 123) angeordnet ist, wobei der zweite Dampfstrom im wesentlichen konstant gehalten wird, indem das Unterbrechungsventil (127; 148) so verändert wird, daß der Dampfdruck an einem Ort innerhalb des Niederdruck-Turbinenabschnitts (111, 112; 122, 123) gemäß dem Wert des Druckes geregelt wird, der auftritt, wenn die Wellen-Drehzahl des Turbinengenerators gleich dem ersten Wert ist.
9. Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dampfstrom verändert und der zweite Dampfstrom auf einen im wesentlichen konstanten Wert geregelt wird, wenn die Soll-Wellen-Drehzahl geringer als ein erster

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Wert ist oder wenn die Soll-Wellen-Drehzahl einen zweiten Wert überschreitet, der größer als der erste Wert ist, und daß der zweite Dampfstrom verändert wird, während der erste Dampfstrom im wesentlichen auf einem konstanten Wert geregelt wird, wenn die Soll-Wellen-Drehzahl zwischen dem ersten und dem zweiten Wert liegt.
10. Kraftwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des zweiten Dampfstromes Null ist, wenn die Wellen-Soll-Drehzahl geringer als der erste Wert ist.
11. Kraftwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dampfstrom zumindest von einem Drosselventil (106; 118) gesteuert wird, das zwischen dem Auslaß des ÜberheizSegments (105) und dem Einlaß des Hochdruck-Turbinenteils (108; 120) angeschlossen ist, und daß der zweite Dampfstrom von einem Unterbrechungsventxl (127; 148) gesteuert wird/ das zwischen dem Auslaß des Rückheiz segments (109, 125) und dem Einlaß des Niederdruck-Turbinenabschnitts (111, 112; 122, 123) angeschlossen ist, wobei der erste Dampfstrom durch Regelung der Stellung des Drosselventils (106; 118) konstant auf einer Stellung dieses Ventils (106; 118) gehalten wird, die auftritt, wenn die Wellen-Drehzahl gleich dem ersten Wert ist, und wobei der zweite Dampfstrom durch Regelung der Stellung des Unterbrechungsventils (127; 148) im wesentlichen konstant auf einer Stellung gehalten wird, die die Stellung des Ventils (127; 148) ist, wenn die

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Wellen-Drehzahl gleich dem zweiten Wert ist.
12. Kraftwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Dampfstrom zumindest von einem Drosselventil (106; 118) gesteuert wird, das zwischen dem Auslaß des Überheizsegments (105) und dem Einlaß des Hochdruck-Turbinenabschnitts (108; 120) angeschlossen ist, und daß der zweite Dampfstrom von einem ünterbrechungsventil (127; 148) gesteuert wird, das zwischen dem Auslaß des RückheizSegments (109, 125) und dem Einlaß des Niederdruck-Turbinenabschnitts (111, 112; 122, 123) angeordnet ist, wobei der erste Dampfstrom im wesentlichen konstant gehalten wird, indem das Drosselventil (106; 118) so eingestellt wird, daß die Differenz des Dampfdruckes zwischen einer Stelle innerhalb des Hochdruck-Turbinenabschnitts (108; 120) und dem Auslaß dieses Abschnittes auf einen Wert geregelt wird, der dem Differenzwert entspricht, wenn die Wellen-Drehzahl gleich dem ersten Wert ist, und wobei der zweite Dampfstrom im wesentlichen konstant durch Einstellung des ünterbrechungsventils (127; 148) gehalten wird, indem der Dampfdruck an einer Stelle innerhalb des Niederdruck-Turbinenabschnitts (111, 112; 122, 123) auf einen Wert geregelt wird, der dem Dampfdruck entspricht, der auftritt, wenn die Wellen-Drehzahl gleich dem zweiten Wert ist.

ES/hs 5

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