DE285288C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung von solchen Turbinen, welche getrennte Einlaßorgane für Dampf von zweierlei Spannung, also etwa Frischdampf und Abdampf, aufweisen. Solche Maschinen müssen gemeinsam durch einen Geschwindigkeits- und einen Druckregler derart geregelt werden, daß bei Schwankungen des Leistungsbedarfes der erstere eingreift, während

ίο letzterer die benötigte Leistung der vorhandenen Abdampfmenge entsprechend auf die Hoch- und Niederdruckstufe verteilt. Zur Erzielung einer einwandfreien Regelung ist hierbei erforderlich, daß, solange die Leistung der Maschine aus der verfügbaren Abdampfmenge nicht bestritten werden kann, der Geschwindigkeitsregler bei Leistungsschwankungen nur das Frischdampf ventil verstellt, während bei Abdampfüberschuß und geschlossenem Frischdampfventil sich seine Wirkung lediglich auf das Niederdruckventil erstreckt, wobei dann der Druckregler wirkungslos ist. Hierdurch wird erreicht, daß jeder Belastung zwischen Leerlauf und Vollast eine ganz bestimmte Stellung des Geschwindigkeitsreglers entspricht, und daß sich mit ändernder Last die Umdrehungszahl der Turbine innerhalb des Ungleichförmigkeitsgrades des Drehzahlreglers stetig ändert.

Es sind bereits Regelungsvorrichtungen, die diesen Bedingungen entsprechen, bekannt. Die vorliegende Erfindung gestattet die Verstellung der Einlaßofgane mittelbar von den obenerwähnten Reglern aus durch Kraftkolben, die durch mittels einer Pumpe erzeugten Flüssigkeitsdruck . bewegt werden. Dieses

Verfahren macht die Regelungseinrichtung von dem sich häufig mit der Temperatur änderndem Grad der Dünnflüssigkei.t des für sie verwendeten Kraftmittels sowie von den Änderungen unterworfenen Widerständen der Einlaßorgane unabhängig.

Die Erfindung besteht darin, daß der das Abschlußorgan für den Niederdruckdampf verstellende Hilfsmaschinenkolben mit einem Schieber verbunden ist, welcher den Kraftölzufluß in die Hilfsmaschine des Einlaßorgans für den Hochdruckdampf steuert.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform dargestellt. Der Fliehkraftregler der Maschine greift an dem Hebel a an und verstellt diesen nach oben bei zunehmender und nach unten bei abnehmender Drehzahl. In der Zeichnung ist dieses durch Zeichen + und — angedeutet. Mit F ist das Frischdampfventil des Hochdruckteiles und mit A das Einlaßventil des Abdampfes in den Niederdruckteil bezeichnet. Ersteres wird mit Hilfe des Kolbenschiebers b verstellt, welcher Drucköl unter oder über den Kolben c treten lassen kann, der durch die Stange d mit dem Ventil F in Verbindung steht. Das Drucköl für die Verstellung dieses Ventils tritt bei e zu. Die Einleitung einer Bewegung des Frischdampfventils von dem Fliehkraftregler bzw. der Stange α aus erfolgt durch den Hebel f, der im Punkt g an die Stange d angelenkt ist und mit Hilfe der Stange h am Kolbenschieber b angreift.

Der Druck des Abdampfes wirkt auf den Druckreglerkolben i, an dessen Zylinder k bei I eine Verbindungsleitung zur Abdampfleitung

angeschlossen ist. Mit Hilfe der Stange -;/; wird eine etwaige Bewegung des Kolbens auf den Hebel η übertragen, der im Punkt ο festgelagert ist und mit der Stange m elastisch nachgiebig durch die Feder p sowie das Federgehäuse q verbunden ist.

Am Hebel η greift die Stange r an, welche mit dem Kolbenschieber s in Verbindung steht. Dieser letztere gleitet im Innern des

ίο Kraftkolbens t und verstellt diesen unter der Einwirkung von bei u eintretendem Drucköl in derselben Richtung, in welcher er selbst durch den Hebel η verschoben ist.

.Der Kraftkolben t trägt unten die hülsenartige Verlängerung v, welche den vorerwähnten Kolbenschieber b umschließt und mit Öffnungen w¹, w- und zu³ versehen ist, von denen die beiden äußeren, w¹ und w^s, im Beharrungszustande durch den Kolben b verdeckt sind.

An der oberen Verlängerung des Kraftkolbens t, die mit χ bezeichnet ist, greift der Hebel y an, der im Punkt s gelagert ist, und an dessen anderem Ende eine zum Abdampfventil A führende Stange aa angreift. Die Anordnung ist so getroffen, daß bei einer Abwärtsbewegung des Kraftkolbens t sich das Abdampfventil A weiter öffnet, während es sich umgekehrt bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens t weiter schließt.

Die geschilderte Vorrichtung wirkt nun in folgender Weise, wobei zunächst angenommen werden soll, daß die gesamte Maschine im Mischdruckbetrieb arbeitet, d. h. daß der Niederdruckteil eine ge\visse Menge Abdampf erhält, während der Hochdruckteil mit einer gewissen Menge Frischdampf gespeist wird. Weiterhin soll zunächst angenommen werden, daß die Abdampfmenge und demgemäß auch der Abdampfdruck konstant bleiben. Bei einer nunmehr eintretenden Leistungsschwankung, beispielsweise bei einer Leistungserhöhung, wird der an der Stange α angreifende Fliehkraftregler infolge seiner sinkenden Drehzahl die Stange α nach unten verschieben. Der Hebel / wird um den Punkt g, der zunächst als fester Punkt anzunehmen ist, gedreht und dadurch die Stange h mit dem Kolbenschieber b nach unten verschoben. Durch diese Bewegung tritt Drucköl unter den Kolben c, das Frischdampfventil F wird angehoben und somit weiter geöffnet, gleichzeitig wird aber auch durch die damit erfolgende Bewegung des Hebels f der Kolben b in seine ursprüngliche Ruhelage zurückgeführt. Umgekehrt wird bei einer Leistungsverminderung die Stange α vom Fliehkraftregler nach oben bewegt und unter Vermittlung des jetzt in umgekehrter Richtung wirkenden Drucköles das Ventil F weiter geschlossen.

Wird jetzt andererseits angenommen, daß die Leistung der Maschine konstant bleibt, dagegen der unter dem Kolben i \virkende Abdampfdruck durch Änderung der der Turbine zufließenden Abdampfmenge sich ändert, so tritt folgender Vorgang ein :

Bei einem Sinken der Abdampfspannung bzw. der Abdampfmenge wird der Kolben i mit seiner Stange tu sich nach unten bewegen und unter Vermittlung der nachgiebigen Lagerung p-q auf den Hebel η derart einwirken, daß die Stange r und damit der Kolben s sich nach oben bewegen. Es kann nunmehr Drucköl von u aus unter den Kolben t treten, wodurch dieser sich nach oben bewegt und mit Hilfe des Hebels y und der Stange aa das Abdampfventil A so weit schließt, bis die neue Stellung des Ventils A der kleineren Abdampfmenge entspricht. Durch die Verstellung des Kolbens t ist auch die untere schieberartige Verlängerung ν mit verschoben, und damit ist durch die Öffnung or dem Drucköl von e aus der Eintritt unter dem Kolben c gestattet. Hierdurch wird das Ventil F um ein gewisses Stück angehoben und damit der Frischdampfzutritt zur Hochdruckmaschine vergrößert. Durch entsprechende Bemessung der Ventilhebel usw. können die Verhältnisse so gewählt werden, daß einer Verstellung des Abdampfventils A und damit erfolgenden Vergrößerung oder Verkleinerung der Abdampfleistung eine gleichwertige Verstellung des Frischdampfventils F und damit erfolgenden Verkleinerung oder Vergrößerung der Leistung des Frischdampfteiles entspricht. Bei gleichzeitiger Schwankung der Leistung und des Abdampfbedarfes treten die oben geschilderten beiden Regelungsvorgänge gleichzeitig auf.

In den Fällen, in welchen der vorhandene Niederdruckdampf die erforderliche Leistung allein aufbringen kann, wird nun die Maschine als reine Abdampfturbine betrieben werden, das Frischdampfventil F wird hierbei durch die Regelungsvorrichtung vollständig geschlossen, also in seiner untersten Stellung festgehalten. In diesem Falle muß dafür gesorgt werden, daß bei Leistungsschwankungen der Geschwindigkeitsregler auf das Abdampfventil A wirkt und durch dieses eine größere oder kleinere Leistung einstellen kann. Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Bedingung durch die Anbringung der Stange bb. erfüllt, die, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, an dem Hebel f, der vom Fliehkraftregler aus verstellt werden kann, angelenkt ist. An ihrem oberen Ende trägt die Stange bb den Anschlag cc. Dieser Anschlag kann sich gegen eine'Verlängerung des Hebels» legen. Die Abmessungen sind nun so gewählt, daß dieser Anschlag gerade zum Anliegen kommt, wenn das Ventil F völlig geschlossen ist. Wird jetzt z. B. bei reinem Abdampfbetrieb die Leistung

der Maschine sinken, so verstellt der Fliehkraftregler unter Vermittlung der Hebel α und/ die Stange bb nach oben. Eine Einwirkung auf das Frischdampfventil F durch Vermittlung des Schiebers b kann nicht stattfinden, da der Kolben c bereits in seiner Endlage ist. Dagegen wird der Anschlag cc den Hebel η anheben und damit den Kolben s nach oben schieben, wodurch der Steuerkolben /,

ίο wie bereits oben beschrieben, nachfolgt und unter Vermittlung des Hebels y und der Stange aa das Ventil A weiter schließt. Damit der Hebel η die eben beschriebene Bewegung ausführen kann, ohne durch . den KoI-ben i, der bei gleichbleibendem Abdampfdruck bekanntlich festliegt, gehindert zu sein, ist die nachgiebige federnde yerbindung p-q, die oben bereits geschildert wurde, eingeschaltet.

Im Betrieb wird sich bei reinem Abdampfbetrieb die Regelungsvorrichtung stets so einstellen, daß die Stange bb mit einem gewissen Druck gegen den Anschlag des Hebels η liegt und die Feder p um ein gewisses Maß zusammendrückt. Bei einer Leistungssteigerung wird daher, wenn- infolge des Zurückgehens der Hebel α und/ die Stange bb nach unten gezogen wird, die Feder p den Schieber ί und damit auch den Steuerkolben t betätigen und das Ventil A weiter öffnen.

Die Regelungsvorrichtung kann mit unwesentlichen Änderungen auch für solche Turbinen verwendet werden, denen Dampf aus einer beliebigen Stufe zu Heiz- oder Kochzwecken entnommen wird. In diesem Falle muß bekanntlich daraufhin geregelt werden, daß der Anzapfdruck dauernd konstant bleibt. Bei einer Verwendung der Erfindung für diesen Zweck würde das Ventil A das sogenannte Überströmventil sein, durch welches mehr oder weniger Dampf in den Niederdruckteil der Turbine tritt, während das Ventil F das Regelungsventil des Hochdruckteiles bleiben würde. Die- Arbeitsweise der Regelung wäre in diesem Falle ganz ähnlich wie vorhin, wie aus nachstehendem hervorgeht.

Bei einer Schwankung des Anzapfdruckes, z. B. bei einem der Verminderung der Anzapfmenge entsprechenden Steigen des Druckes, wird der Kolben i nach oben gedrückt werden.

Dadurch wird unter Vermittlung der Hebel η und r der Kolbenschieber ί nach unten bewegt, und der Kraftkolben t wird diese Bewegung mitmachen. Dadurch wird das Umführungsventil A weiter geöffnet, so daß eine größere Dampfmenge in den Niederdruckteil der Turbine dringt. Da gleichzeitig hierdurch aber die Leistung der Gesamtturbine vergrößert würde, muß, um wieder auf gleiche Leistung zurückzukommen, die in die Turbine strö-

6ö mende Frischdampfmenge verringert werden, und dies geschieht dadurch, daß das untere Ende ν des Kraftkolbens t durch seine Verschiebung Drucköl über den Kolben c gelangen läßt, wodurch das Frischdampfventil F etwas geschlossen wird.

Eine Schwankung der Leistung würde sich im vorliegenden Falle, wie vorhin beschrieben, durch eine Drehzahländerung bemerkbar machen, und dies würde einzig und allein auf das Frischdampfventil F einwirken. Die Stange bb mit ihrem Anschlag cc würde im vorliegenden Falle entbehrlich sein.

Auch für Turbinen, die aus einer Gegendruckturbine und einer Frischdampfkondensationsturbine, die auf einer gemeinschaftliehen Welle sitzen, bestehen, kann die Regelungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In diesem Falle würde F das Frischdampfregelventil der Kondensationsturbine sein, während A das Frisch- '80 clampfregelventil der Gegendruckturbine sein würde. Der Druckregler i, k müßte im vorliegenden Falle umgekehrt wirken, indem der Gegendruck der Gegendruckturbine über den Kolben i angeschlossen werden müßte, wobei selbstredend die Feder, die diesem das Gleichgewicht hält, unter den Kolben verlegt werden muß. Die Wirkung wäre hier wiederum, Avie oben bereits geschildert: Bei einer Veränderung des Gegendruckes würde zu- go nächst das Ventil A betätigt und in Abhängigkeit hiervon das Ventil F, während andererseits eine Leistungsänderung zunächst nur auf das Ventil F rückwirken würde. In diesem Falle wäre aber auch bei sehr geringen Leistungen, bei denen das Ventil F ganz geschlossen ist, also die Kondensationsturbine keinerlei Arbeit leistet, eine Einwirkung des Fliehkraftreglers auf das Ventil A durch die Stange bb vorzusehen, damit unter allen Umständen eine Regelung möglich ist.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Vorrichtung zur Regelung von Turbinen, welche mit zwei getrennten Ein-Strömorganen für Dampf von verschiedenen Spannungen und mit einem Fliehkraftregler und einem Druckregler versehen sind, die unabhängig voneinander arbeiten und von denen der letztere unter dem Einfluß des Dampfes von geringerer Spannung steht, wobei der Fliehkraftregler die Dampfeinströmorgane in gleichem Sinne, der Druckregler aber in entgegengesetztem Sinne verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (k) durch einen Steuerkolben (s) einen Hilfskolben (f) beeinflußt, der einerseits das Niederdruckventil (A) verstellt und andererseits mit einem Steuerschieber (v) zur Bedienung des Hochdruckventils (F) fest verbunden ist, wobei dieser letztere (v)

   mit einem vom Fliehkraftregler betätigten Steuerkolben (b) derart zusammen arbeitet, daß bis zum Abschluß des Hochdruckventils der Fliehkraftregler nur auf dieses, der Druckregler dagegen auf das Hochdruck- und Niederdruckventil einwirkt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftregler bei sinkender Leistung nach Abschluß des Hochdruckventiles (F) durch eine mit Anschlag (c) versehene Stange (bb), die zwischen den Gestängen der Steuerkolben des Druckreglers und des Fliehkraftreglers eingeschaltet ist, unmittelbar auf den das Niederdruckventil steuernden Hilfskolben (f) einwirkt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.