DE3116340A1

DE3116340A1 - "regelanordnung fuer eine dampfturbine und verfahren zum regeln der waermebeanspruchung von bestandteilen der turbine"

Info

Publication number: DE3116340A1
Application number: DE3116340A
Authority: DE
Inventors: Richard George Scotia N.Y. Livingston; James Howard Cape Elizabeth Me. Moore jun.; Bernd Artur Karl Scotia N.Y. Westphal
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1981-04-24
Publication date: 1982-02-04
Also published as: GB2074757B; IT1137065B; IT8121398A0; MX153104A; CH658494A5; DE3116340C2; DE3116340C3; GB2074757A; DE3153303C2; ES8300375A1; FR2481741B1; ES501727A0; FR2481741A1; JPS6342086B2; US4320625A; CA1164072A; JPS57310A

Description

Regelanordnung für eine Dampfturbine und Verfahren zum Regeln der Wärmebeanspruchung von Bestandteilen der Turbine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum schnellen Belasten und Entlasten von Dampfturbogeneratoren, um maximale Belastungsänderungsgeschwindigkeiten zu erzielen und gleichzeitig eine übermäßige Wärmebeanspruchung von Turbinenbestandteilen zu vermeide η.

Zum Fördern der Zuverlässigkeit und zum Verlängern der Lebensdauer einer großen Dampfturbine ist es unerläßlich, daß übermäßige Wärmebeanspruchungen während sämtlicher Betriebsphasen der Turbine vermieden werden. Das beinhalletda» Belasten und lint lasten dev Turbine In |.<·,ιι.| nut einen üelastungssollwert. Beim Hochlauf der Turbine ergeben sich Wärmebeanspruchungen aus einer Fehlanpassung zwischen der Temperatur des eingeleiteten Dampfes und der

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Turbinenmetalltemperatur. Der Grad der Fehlanpassung und die Gefahr einer übermäßigen Beanspruchung hängen von der gerade zurückliegenden Betriebsgeschichte und von dem Punkt ab, an welchem der Hochlauf begann, d.h. ob die Turbine aus einem warmen oder aus einem kalten Zustand hochläuft. Nachdem die Turbine hochgelaufen ist und Leistung erzeugt, ist jedoch der Dampfdurchfluß stark genug, so daß die Oberflächenmetalltemperatur der Dampftemperatur eng folgt und dann eine überbeanspruchung durch schnelle, unkontrollierte Änderungen in der Belastung verursacht werden kann.

Die Regelung der Wärmebeanspruchung basiert hauptsächlich auf einer analytischen und statistischen Korrelation zwischen Beanspruchungswerten und der erwarteten Läuferlebensdauer. In der Vergangenheit sind Karten, Grafiken und andere Steuermethoden ersonnen worden, um die Bedienungsperson während der Beschleunigungsphase des Hochlaufes anzuleiten und zeitliche Änderungen der Metalltemperatur während der Belastungsprozedur zu bestimmen und zu steuern. Es sind außerdem verschiedene Techniken angewandt worden, um den Belastungsprozeß zu beschleunigen, einschließlich Perioden des Durchwärmens an einer "Läuferdrehvorrichtung", um die anfängliche Temperaturfehlanpassung zu verringern. Darüberhinaus wird ein Anfangsbetrieb in der weniger effizienten "Vollbogen"-DampfbeaufSchlagungsbetriebsart benutzt, um ein gleichmäßiges Aufwärmen der HD-Turbineneinlaßteile zu erzielen.

Es gab eine Anzahl von Vorschlägen im veröffentlichten Stand der Technik über Verfahren zum Anfahren und Regeln von Dampfturbinen, durch die die Hochlaufzeit minimiert werden kann, ohne daß es zu einer Beschädigung der Turbine kommt. Diese Verfahren basieren jedoch üblicherweise auf idealen Kesselbedingungen, die in der Praxis

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selten vorliegen. Da Turbinenhochläufe mehrere Stunden in Anspruch nehmen können, sind Systeme, die die Hoclilauf- sowie die Belastungs- und Entlastungszeiten verringern und gleichzeitig Schwankungen in der Dampftemperatur und im -druck zulassen, von großem Wert.

Ausgeklügelte Lösungen zur Hochlauf- und Belastungsregelung mittels ständiger Berechnung der Läuferoberflächen- und Bohrungsspannungen aus Drehzahl-und Teinperaturmessungen und anschließender Belastung bis zu einer maximal zulässigen Beanspruchung sind in den US-PSen 3 446 224 und 3 561 beschrieben, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten Bezug genommen wird. Diese Patentschriften beschreiben zwar Verfahren und Anordnungen zum Erzielen eines schnellen Hochlaufes und einer schnellen Belastung, schnellere Ergebnisse sind jedoch erwünscht und können durch eine bessere Wärmebeanspruchungsverteilung unter verschiedenen Teilen der verschiedenen Turbinenabschnitte relativ zu ihren durch den Entwurf gegebenen Möglichkeiten erwartet werden.

Demgemäß zählt es zur Aufgabenstellung der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Anordnung zum Regeln der Wärmebeanspruchung der Bestandteile einer Dampfturbine zu schaffen und dabei maximale Belastungs- und Entlastungsgeschwindigkeiten während des Hochlaufes und des Stillsetzens sowie während anderer Perioden von Belastungsänderungen zu erzielen.

Bei der Durchführung der Erfindung werden die sich ergebende Beanspruchung sowie die zeitliche Änderung der Beanspruchung zusammen mit der zeitlichen Änderung der Speisedarapftemperatur für eine Anzahl von vorgewählten Bestandteilen der Turbine überwacht. Aus diesen überwachten und abgeleiteten Größen wird eine Belastungsgeschwindigkeit für jeden vorgewählten Bestandteil berechnet, und die niedrigste Geschwindigkeit

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wird dann ausgewählt, um eine entsprechende Änderung in der Belastungseinstellung an einer zugeordneten Belastungsregeleinrichtung vorzunehmen. Gleichzeitig und gemeinsam mit der Berechnung und Durchführung der Belastungsgeschwindigkeitsänderung wird die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart der Turbine automatisch entweder auf die Teilbogenbetriebsart oder auf die Vollbogenbetriebsart gerichtet, je nach Notwendigkeit, um die Beanspruchung zu minimieren. Dafür wird ein Beanspruchungsbezugswert aus einer am Anfang berechneten Belastungsgeschwindigkeit und einer durch eine Bedienungsperson eingestellten maximalen Belastungsgeschwindigkeit bestimmt. Der Bezugswert wird zu dem höchsten Beanspruchungswert, der für einen vorgewählten Turbinenbestandteil bestimmt worden ist, addiert, und es ergibt sich ein Differenzwert der Beanspruchung. Der Differenzwert wird dann einer zugeordneten Dampfbeaufschlagungsumschaltvorrichtung zugeführt, die die DampfbeaufSchlagungsbetriebsart entweder zu der Vollbogenbetriebsart oder zu der Teilbogenbetriebsart lenkt, um die Differenz zu minimieren. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Differenzwert durch eine Vorspannungseinrichtung um einen Nominalwert verschoben und mit Faktoren multipliziert werden, deren Wert von der zeitlichen Änderung der Beanspruchung und von der gegenwärtig vorhandenen Belastung der Turbine abhängig ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild einer Regelanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2A-2C die Beziehung zwischen der Belastungsgeschwindigkeit, der Beanspruchung bzw. der Belastung für eine gemäß der Beziehung von Fig. 2A und qenifiß der Erfindung geregelte Dampfturbine,

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Fig. 3 ein Flußdiagrairan, das die ßelastungs- und DampfbeaufSchlagungsbetriebsart-Regelverfahrensschritte für die Implementierung der Erfindung mit einem Computer zeigt, und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das die Belastungsgeschwindigkeitsberechnungsschritte für die Implementierung dieses Aspekts der Erfindung mit einem Computer zeigt.

Das Schaltbild von Fig. 1 ist ein Funktionsblockschaltbild, das Teile einer mit Zwischenüberhitzung arbeitenden Dampfturbine, ihr normales Drehzahl- und Belastungsregelsystem und eine automatische beanspruchungsgeregelte Belastungsanordnung nach der Erfindung zeigt. Es ist klar, daß ein Regelsystem eines großen Dampfturbogenerators sehr komplex ist und daß deshalb nur die für die Erfindung wichtigen Teile hier gezeigt sind.

Teile der gezeigten Turbine sind ein HD-Abschnitt 10, ein Zwxschenüberhitzungsabschnitt 12 und ein doppelflutiger ND-Abschnitt 14, alle in Tandemanordnung, zum Antreiben eines elektrischen Generators 16, der eine Last mit elektrischem Strom versorgt. Die Anzahl und die Anordnung der ND-Turbinen sind für das Verständnis der Erfindung unwichtig. Der Dampffluß geht von einem Kessel 18 über ein Hauptabsperrventil 20 und dann über Steuerventile 22, 24, 26 und 28. Jedes Steuerventil ist mit einem anderen Düsenbogen der ersten Stufe des HD-Abschnittes 10 verbunden. Dampf aus dem HD-Abschnitt 10 wird in einem Zwischenüberhitzer 30 zwischenüberhitzt, strömt über ein Abfangventil 32 zu dem Zwxschenüberhitzungsabschnitt 12 und dann über eine Verbindungsleitung 34 zu dem ND-Abschnitt 14.

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Die Dampfbeaufschlagung wird durch eine insgesamt mit 36 bezeichnete Steuerventilservoeinrichtung gesteuert, die mit den betreffenden Ventilen in Wirkverbindung steht, was durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die Servoeinrichtung kann eine elektrohydraulische Einrichtung sein, die HD-Hydraulikkolben auf elektrische Signale hin antreibt, was bekannt ist.

Die Servoeinrichtung 36 steht unter der Steuerung einer Belastungsregeleinheit 38, die ein geeignetes Ventilpositioniersignal liefert, das einer Solldampfdurchflußgeschwindigkeit entspricht. Der übrige Teil der Hauptregelschleife enthält eine Drehzahlregeleinheit 40, die ein Drehzahlsignal aus einem Wellendrehzahlgeber 42 empfängt. Ein Regelsystem für die Drehzahl- und Belastungsregelung, das für die Verwendung bei der Erfindung geeignet ist, ist in der US-PS 3 09 488 beschrieben, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird.

Die Steuerventile 22-28 können bekanntlich verstellt werden, um entweder Dampf gleichmäßig durch sämtliche Düsenbögen in der "Vollbogen"-Dampfbeaufschlagungsbetriebsart einzulassen, oder die Steuerventile 22-28 können der Reihe nach verstellt werden, um Dampf in der thermodynamisch effizienteren "Teilbogen"-Betriebsart der Dampfbeaufschlagung einzulassen. Eine Einrichtung zum Hin- und Herschalten zwischen der Vollbogen- und der Teilbogenbetriebsart sowie zum Anzeigen des eingestellten Schaltgrades ist schematisch als eine Umschaltvorrichtung 44 dargestellt. Eine Methode und eine Anordnung, die in dieser Hinsicht benutzt werden können, sind in der US-PS 4 177 387 beschrieben, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird. Eine weitere Art von Umschaltvorrichtung ist in der US-PS 3 403 892 beschrieben, auf die bezüglich Einzelheiten verwiesen wird.

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Innerhalb der gestrichelten Linien von Fig. 1 sind automatische Betriebsartwähleinrichtungen und Belastungsgeschwindigkeitsregeleinrichtungen gezeigt, die in Wechselwirkung mit der Belastungsregeleinheit 38 und der Betriebsartumschalter richtung 44 arbeiten. Die automatischen Betriebsartwähl- und Belastungsgeschwindigkeitsregeleinrichtungen von Fig. 1 können mit bekannten, herkömmlichen Bauelementen implementiert werden. Signale, die durch diese Einrichtungen verarbeitet werden, können entweder analoge oder digitale Signale sein oder aus einer Kombination von analogen und digitalen Signalen bestehen. Weiter können, wie im folgenden noch näher beschrieben, die automatische Betriebsartauswahl und die Belastungsgeschwindigkeitsregelung nach der Erfindung mit einem Computer mit gespeichertem Programm ausgeführt werden.

Vorzugsweise umfassen die Eingangssignale des Belastungs/ Betriebsart-Controllerteils des innerhalb der gestrichelten Linien von Fig. 1 gezeigten Systems die Metalltemperatur T der ersten Stufe, die durch ein Thermoelement 46 abgefühlt wird, die Metalltemperatur T„_D des Zwischenüberhitzungsabschnittes, die durch ein Thermoelement 48 abgefühlt wird, die Hauptdampftemperatur T.._a , die durch ein Thermoelement 50 abgefühlt wird, und die Zwischenüberhitzungsdampftemperatur T_,„, die durch ein Thermoelement 52 abgefühlt wird.

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Ein Beanspruchungsrechner 54 benutzt die Temperatureingangssignale, um die Beanspruchung zu berechnen, die auf die Oberfläche und die Bohrung des Läufers des HD-Abschnittes und auf die Oberfläche und die Bohrung des Läufers des Zwischenüberhitzungsabschnittes ausgeübt wird. Wenn angenommen wird, daß die Turbine mit Nenndrehzahl arbeitet, brauchen nur die Wärmebeanspruchungen berücksichtigt zu werden, und die Läuferdrehzahl ist kein notwendiges Eingangs-

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signal des Beanspruchungsrechners 54. Für die Berechnung dieser Läuferbeanspruchungen sind die Anordnung, die Schaltung und die Methode, die bei der Erfindung anwendbar sind, in der oben erwähnten US-PS 3 446 224 ausführlich beschrieben.

Die zeitliche Änderung der Dampftemperatür wird für die Hauptdampftemperatur T.^ und für die Zwischenüberhitzungsdampftemperatur T_DII durch eine Differenziereinrichtung 56

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bzw. 58 ermittelt. Außerdem wird die zeitliche Änderung der Turbinenbeanspruchung durch eine Differenziereinrichtung 60 ermittelt. Die Ausgangssignale des Spannungsrechners 54, der Dampftemperaturdifferenziereinrichtungen 56 und 58 und der Beanspruchungsdifferenziereinrichtung 60 werden an einen Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 angelegt. Der Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 empfängt daher Signale, die die Beanspruchung von vier vorgewählten Bestandteilen der Turbine darstellen, Signale, die die zeitliche Änderung der Beanspruchung dieser Bestandteile darstellen, und Signale, die die zeitliche Änderung der Temperatur des der Turbine zugeführten Dampfes darstellen. Vorgewählte Bestandteile für eine bevorzugte Ausführungsform sind die Oberfläche und die Bohrung des HD-Läufers sowie die Oberfläche und die Bohrung des Zwischenüberhitzungsläufers. Aus diesen Eingangssignalen ermittelt der Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 eine zulässige Belastungsgeschwindigkeit für jeden vorgewählten Turbinenbestandteil. Für diese Berechnung werden die Beanspruchungswerte, die zeitlichen Änderungen der Beanspruchung und die zeitlichen Änderungen der Dampftemperatur entsprechend angepaßt. Beispielsweise basiert die berechnete Belastungsgeschwindigkeit für die Oberfläche des HD-Läufers auf der Beanspruchung der Oberfläche des HD-Läufers, auf deren zeitlicher Änderung und auf der zeitlichen Änderung der Hauptdampftemperatur. Die zeitlichen Änderungen bilden ein Element der Vorhersagbar-

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keit für die Berechnung. Differenziereinrichtungen zum Bilden dieser Geschwindigkeiten sind auf dem Gebiet der Elektronik und der Signalverarbeitung bekannt, und sie können beispielsweise unter Verwendung von Operationsverstärkern und RC-Gliedern elektronisch aufgebaut sein.

Jede Belastungsgeschwindigkeitsberechnung erfolgt durch den Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 gemäß der folgenden. Beziehung:

R= (R₁ + R₃)

wobei R₁ = K₁ (K₂ - S)

dT 2
2 3 dt

R - _ TT ^S 2

^R3 " ^K4 dt ^S

und K₁/ K₂, K₃ und K₄ Konstanten sind, deren

Werte von der besonderen Turbine, die geregelt wird, und von deren Betriebsparametern abhängig sind, S die Beanspruchung ist, die für den entsprechenden Turbinenbestandteil bestimmt wird, und T die entsprechende Dampftemperatur ist.

Zum Erzeugen von vier Geschwindigkeiten gemäß dieser Beziehung kann der Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 aus bekannten Addier-, Subtrahier- und Multiplizierschaltungen aufgebaut sein. Die vier Belastungsgeschwindigkeiten, die so berechnet werden, werden einem Niedrigstwertgatter 64

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zugeführt, welches die niedrigste der Belastungsgeschwindigkeiten auswählt und diese der Belastungsregeleinheit 38 zuführt, um die Belastungs- oder Entlastungsgeschwindigkeit der Turbine entsprechend einzustellen.

In bekannten Belastungsgeschwindigkeitscontrollern, wie beispielsweise dem aus der oben erwähnten US-PS 3 561 bekannten, wird die Belastungsgeschwindigkeit als eine Funktion der Läuferbeanspruchung ermittelt, wie es hier in Fig. 2A gezeigt ist. Die gezeigte Beziehung ergibt eine Proportionalregelung oberhalb eines gewissen Beanspruchungswertes S und in dem Beanspruchungsbereich zwisehen S₁. und S_TT. wieder bei niedriger Schleifenverstär-

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kung (d.h. wenn die zeitliche Änderung von R über S relativ niedrig ist) ist die Beanspruchung im Beharrungszustand während des Belastens deutlich unter S_H· Unter Bedingungen steigender Kesseldampftemperatur und bei halber Last oder weniger kann sich jedoch ein GrenzZyklus ausbilden, in welchem die Beanspruchung sich um S„ bewegt und sich die Belastungsgeschwindigkeit zwischen null und dem durch eine Bedienungsperson eingestellten Maximalwert R.^^· bewegt. Diese Effekte sind in den Fig. 2B bzw. 2C gezeigt, in welchen die Beanspruchung und die mit der Regelanordnung nach der Erfindung erzielte Belastungsgeschwindigkeit mit den Ergebnissen verglichen werden, die mit bekannten Belastungsgeschwindigkeitscontrollern erreicht werden. Bei der Erfindung geht die Belastungsgeschwindigkeit glatt bis zu einer Sollbelastung bei einem zulässigen Beanspruchungswert ohne Schwingungsauswanderungen auf übermäßige Werte. In den Fig. 2B und 2C sind die mit bekannten Controllern erreichten Ergebnisse mit gestrichelten Linien gezeigt, während die mit Controllern nach der Erfindung erzielten Ergebnisse mit ausgezogenen Linien gezeigt sind.

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Die Überprüfung der oben angegebenen Beziehung und der drei definierten Faktoren R., R₂ und R₃ zeigt, daß R₁ eine lineare Funktion der Beanspruchung ist, die fällt, wenn die Beanspruchung steigt. Die Konstanten K.. und K₂ werden so gewählt, daß sich relativ hohe Werte von R- bei niedrigen Beanspruchungswerten ergeben, damit eine relativ niedrige Verstärkung vorhanden ist, d.h. R₁ nimmt mit zunehmender Beanspruchung relativ langsam ab. Die Faktoren R₂ und R₃ werden so gewählt, daß sie eine geringe Auswirkung auf die berechnete Geschwindigkeit R bei niedrigen Beanspruchungswerten haben, daß sie aber bei steigender Beanspruchung schnell wirksam werden. Das ist der Grund für das Vorhandensein des quadrierten Wertes der Beanspruchung in jedem Faktor. Die Faktoren R_? und

dT dS R₃ enthalten die Geschwindigkeitsableitungen -gr bzw. ^z, um Elemente der Vorhersagbarkeit für die berechnete Belastungsgeschwindigkeit zu bilden. Die konstanten Werte K₁, K₂, K₃ und K. sind Funktionen der besonderen Turbinengeometrie und des besonderen Turbinenentwurfes, aber beispielsweise sind mit K₁ = 8,3, K₂ =0,9, K₃ =0,1 und K₄ = 60 der Aufgabe der Erfindung gerecht werdende Belastungsgeschwindigkeiten verwirklicht worden. Selbstverständlich können die Konstanten K₁, K₃, K₃ und K₄ in dem Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 voreinstellbar sein.

Es wird vereinbart, daß Beanspruchungen, die sich aus einer zunehmenden Temperatur ergeben, als positive Größen berechnet werden, und daß Beanspruchungen auf Grund einer abnehmenden Temperatur als negative Größen berechnet werden. Die Vereinbarung gilt auch bei der Bestimmung der zeitlichen Änderung der Beanspruchung und der zeitlichen Änderung der Dampftemperatur. Diese Polaritäten werden beim Bestimmen entweder einer positiven oder einer negativen Belastungsgeschwindigkeit in dem Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 richtig berücksichtigt, um in der geeigneten Weise entweder eine Belastung oder eine Entlastung der Turbine zu bewirken.

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Vorstehend ist ein Verfahren zum Regeln einer Belastungsänderungsgeschwindigkeit für eine Dampfturbine beschrieben worden, das von sich aus Belastungs- und Entlastungsgeschwindigkeiten liefert, durch die die Turbine eine Sollbelastung erreichen kann, ohne daß schädliche Beanspruchungen von Bestandteilen der Turbine auftreten. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch außerdem Einrichtungen vorgesehen, durch die die Belastungs- oder Entlastungsgeschwindigkeit, die tatsächlich auf die Turbine ausgeübt wird, eine optimale Geschwindigkeit ist; d.h. es ist die maximale oder schnellste zulässige Geschwindigkeit ohne Erzeugung übermäßiger Beanspruchung. Das wird erreicht, indem die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart gleichzeitig mit der Regelung der Belastungsänderungsgeschwindigkeit geregelt wird. Die gesamte koordinierte Regelung basiert auf folgenden Vorgängen und Verhaltensweisen.

1. Gemäß weiter oben beschriebenen Merkmalen der Erfindung wird die Belastungsgeschwindigkeit durch die positivste der HD- und Zwischenüberhitzungsläuferbeanspruchungen bestimmt, die einer durch eine Bedienungsperson eingestellten maximalen Geschwindigkeit unterliegt. Umgekehrt wird die Entlastungsgeschwindigkeit durch die negativste HD- und Zwischenüberhitzungsiäuferbeanspruchungen bestimmt.

2. Bei weniger als voller Last wird die Temperatur der ersten Stufe des HD-Abschnittes verringert, indem die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart in Richtung einer Teilbogenbetriebsart verstellt wird, und vergrößert, indem die DampfbeaufSchlagungsbetriebsart in Richtung der Vollbogenbetriebsart verstellt wird.

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3. Wenn die HD-Läufer-Beanspruchung die Belastungsgeschwindigkeit begrenzt, wird die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart in Richtung einer Teilbogenbetriebsart verstellt, um einen Anstieg der Belastungsgeschwindigkeit auf die durch die Zwischenüberhitzungsläuferbeanspruchung zugelassene oder durch die Bedienungsperson eingestellte Grenze zu gestatten. Während des Entlastens wird die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart, wenn die HD-Läuferbeanspruchung die Begrenzung bildet, in Richtung der Vollbogenbetriebsart verstellt, um die Entlastungsgeschwindigkeit auf den durch die Zwischenüberhitzungsläuferbeanspruchung zugelassene zu steigern.

4. Wenn die Zwischenüberhitzungsläuferbeanspruchung die Belastungsgeschwindigkeit begrenzt, wird die Dampfbeaafschlagungsbetriebsart in Richtung einer VoIlbogenbetriebsart verstellt, um die Erhitzung des HD-Läufers in der notwendigen Weise fortzusetzen und die Beanspruchung desselben auf dem maximal zulässigen Wert zu halten, der die Belastung nicht nachteilig beeinflußt. Stattdessen, wenn die Zwischenüberhitzungsläuferbeanspruchung die Entlastung begrenzt, wird die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart in Richtung der Teilbogenbetriebsart verstellt, um den HD-Läufer abzukühlen und wieder die Beanspruchung auf dem maximal zulässigen Wert zu halten, der die Entlastungsgeschwindigkeit nicht nachteilig beeinflußt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nun der Dampfbeaufschlagungsbetriebsartregelteil der Anordnung beschrieben. Die höhere der Oberflächen- oder der Bohrungsbeanspruchung für den HD-Läufer wird zuerst durch das Höchstwertgatter 67 ausgewählt, und der Absolutwert der ausgewählten Beanspruchung wird dann durch eine Absolutwerteinrichtung 69 geliefert.

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Der Absolutwert der Beanspruchung, der mit S bezeichnet ist, wird in einem Summierpunkt 71 zu einem Beanspruchungsbezugswert S-, addiert. Der Beanspruchungsbezugswert S wird in einem Bezugsrechner 73 berechnet und ist eine Funktion einer Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R „ oder einer durch die Bedienungsperson ausgewählten maximalen Belastungsgeschwindigkeit R_Mnv, je nach der Größe der Beanspruchung S₁. Die Berechnung von S_c kann mit herkömmlichen Analog- oder Digitalschaltungskomponenten gemäß den in Fig. 3 angegebenen und im folgenden beschriebenen Formeln und Bedingungen implementiert werden. Die Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R ist beanspruchungsabhängig und wird durch den Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 bestimmt, um die Turbine während allen frühen Turbinenhochlaufperioden zu regeln, bevor die Istwerte der Beanspruchung auf ein Niveau angestiegen sind, bei dem sie für eine Belastungsgeschwindigkeitsberechnung von Bedeutung sind. Die Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R stellt eine Belastungsgeschwindigkeit dar, die die Turbine über dem gesamten Belastungsbereich mit einem konservativen Sicherheitsspielraum aushalten würde. Geeignete Verfahren zum Berechnen einer Anfangsbelastungsgeschwindigkeit beinhalten solche, die seit langem ständig in Gebrauch sind, vorzugsweise basiert aber die Berechnung auf zu erwartenden Temperaturänderungen in dem HD-Abschnitt der Turbine. Es sei angemerkt, daß weder die genaue Größe der Anfangsbelastungsgeschwindigkeit noch deren Berechnungsverfahren Teile der Erfindung sind.

Gemäß der Erfindung wird die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart der Turbine mit Hilfe der Umschalteinrichtung 44 zum Umschalten von Vollbogen auf Halbbogen automatisch auf diejenige Betriebsart gerichtet, die bewirkt, daß die (durch den Summierpunkt 71 erzeugte) Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert S_c und dem Beanspruchungsistwert S₁ minimiert wird. Es ist selbstverständlich klar, daß

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beim Minimieren der Differenz die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart an einem Punkt geregelt werden kann, der zwischen den Extremstellungen des Betriebes mit Teilbogen oder mit vollem Bogen liegt. In jedem Fall ist es erwünscht, daß das Differenzsignal (S_r "S₁) in einem Ausmaß verstärkt wird, das von den gegenwärtigen Betriebsbedingungen der Turbine und der zeitlichen Änderung der Beanspruchung abhängig ist, und daß eine manuelle Einrichtung vorgesehen ist, um den Gleichgewichtspunkt zwischen Vollbogen und Teilbogen einzustellen, bei dem das Differenzsignal minimiert wird. Demgemäß wird das Differenzsignal (S_c - S₁) mit Faktoren K und FAC in einer ersten Multipliziereinheit 75 multipliziert. Das Produkt der Multiplikation wird dann zu einem Vorspannungssignal in einem Summierpunkt 77 addiert. Die Größe des Faktors K hängt von der zeitlichen Änderung des gewählten hohen Wertes der Beanspruchung dS₁/dt bei der geforderten Geschwindigkeitsfunktion ab, die durch die eine Differenziereinrichtung 79 geliefert wird. Ein Vergleicher 81 aktiviert ein Gatter 83, um entweder K₆ oder K₅ dS*ldt als den MuItiplikationsfaktor K in Abhängigkeit davon auszuwählen, ob die zeitliche Änderung der Beanspruchung, dS.,/dt, höher oder niedriger als ein vorgewählter Grenzwert von dS^/dt ist=

In einem Vergleicher 85 wird die vorhandene Istbelastung R₁. der Turbine (ermittelt durch einen Belastungsgeber 87) mit einem voreingestellten Grenzwert Rr_TM verglichen, und mit dem Vergleichsergebnis wird ein Gatter 89 betätigt, um entweder K₇R oder AD als den zweiten Multiplikationfaktor FAC in Abhängigkeit davon auszuwählen, ob die gegenwärtige Betriebslast höher oder niedriger als der vorgewählte Wert Rr-j-jy, ist. Der ausgewählte Wert von FAC wird an die erste Multiplizierschaltung 75 und an eine zweite Multiplizierschaltung 91 angelegt, in der sie mit einem vorgewählten Vorspannungswert multipliziert wird, bevor sie schließlich in dem Summierpunkt 77 zu dem multiplizierten

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Differenzsignal addiert wird. Ein Signal, das eine Betriebsartumschaltung bewirkt, wie sie oben beschrieben worden ist, wird aus dem Summierpunkt 77 erhalten und an die Betriebsartumschaltvorrichtung 44 angelegt.

Die Regelanordnung von Fig. 1 kann mit ohne weiteres verfügbaren und herkömmlichen Bestandteilen verwirklicht werden. Beispielsweise können die Gatter 83 und 89 elektromechanische oder elektronische Festkörperschaltvorrichtungen sein; die Vergleicher 81 und 85, die Multiplizierschaltungen 75 und 91, der Bezugsrechner 73 zusammen mit der Absolutwerteinrichtung 69 und dem Höchstwertgatter 67 können mit Operationsverstärkern in bekannten Schaltungskonfigurationen implementiert werden. Es sei jedoch angemerkt, daß der Controller von Fig. 1 auch mit anderen als elektronischen Einrichtungen ausgeführt werden kann, beispielsweise mit hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtungen oder mit Fluidics.

Die Ausführungsform von Fig. 1 sorgt daher für eine ständige automatische Regelung der Dampfbeaufschlagungsbetriebsart und der Belastungsgeschwindigkeit, so daß der Turbinenbetrieb unter Bedingungen kontrollierter Beanspruchung optimiert wird. Es können zusätzliche Regelelemente in der Anordnung nach der Erfindung benutzt werden, damit der Turbinenbetrieb nur in der einen oder in der anderen Dampfbeaufschlagungsbetriebsart vonstatten geht. Beispielsweise wird es bei weniger als zehn Prozent Nennlast am zweckmäßigsten sein, den Turbinenbetrieb in der Vollbogenbetriebsart zu halten. Bei der Aufrechterhaltung höherer konstanter Belastungen wird andererseits die Regelung immer auf die effizientere Teilbogenbetriebsart der Dampfbeaufschlagung gerichtet sein.

Die wärmebeanspruchungskontrollierte Belastung oder Ent-

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lastung einer Dampfturbine nach der Erfindung kann in einer Anordnung, wie sie in Fig. 1 dargestellt und oben beschrieben ist, ausgeführt werden, oder, stattdessen, kann ein Digitalcomputer mit gespeichertem Programm benutzt werden, der mit den Belastungsregel- und Betriebsartumschalteinrichtungen (wie beispielsweise der Belastungsregeleinheit 38 und der Umschalteinheit 44 von Fig. 1) zusammenwirkt, um die Erfindung auszuführen. Ein zugeordnetes Computerregelsystem, das für die Belastungsgeschwindigkeits- und Betriebsartregelung nach der Erfindung besonders geeignet ist, ist in der deutschen Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben und beansprucht, für die die Priorität der US-Patentanmeldung "Dedicated Microcomputer Based Control System for Turbine-Generators" in Anspruch genommen worden ist und auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Flußdiagramme, die die auszuführenden Prozedurschritte zum Programmieren eines Computers für das Erzielen der beanspruchungsgeregelten Belastung gemäß der Erfindung veranschaulichen. Mit diesen Flußdiagrammen und bei Kenntnis der besonderen Turbine, die zu regeln ist (einschließlich der Einzelheiten ihrer Anlage, ihrer Geometrie und ihres besonderen Gebrauches), so daß darauf bezogene konstante Faktoren bekannt sind, liegt das Anfertigen eines programmierten Satzes von Befehlen gemäß der Erfindung im Rahmen fachmännischen Könnens. Unten sind Definitionen für die Symbole angegeben, die in den Flußdiagrammen benutzt werden und die den in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 benutzten Symbolen entsprechen.

R = Belastungsgeschwindigkeit, ausgedrückt in % Nennlast / min.
R = Anfangsbelastungsgeschwindigkeit, unabhängig von

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der gegenwärtigen Beanspruchung, bestimmt für die Anfangsphase des Turbinenhochlaufes und ausgedrückt in % Nennlast/minj

R₁ = Gegenwärtige Istbelastung, ausgedrückt in Prozent J.J

der Nennlast»

RLR = Bezugsbelastung, ausgedrückt in Prozent der Nennlast.

R = Maximale Belastungsgeschwindigkeit, von der Bedienungsperson ausgewählt, ausgedrückt in % Nennlast/ min.

R^ = Belastung am Beginn einer Belastungsänderung, ausgedrückt als Prozentsatz der Nennlast.

T = Lastsollwert, ausgedrückt in Prozent der Nennlast; S = Beanspruchung, ausgedrückt in normierten Einheiten.

S₁ = Beanspruchung, Oberfläche des HD-Läufers.

S_1R = Beanspruchung, Bohrung des HD-Läufers.

S- = Beanspruchung, Oberfläche des Zwischenüberhitzungsläufers

S- = Beanspruchung, Bohrung des Zwischenüberhitzungsläufers _f

S₁ = Ausgewählter höherer Wert von S_1B oder S₁„.

S_1x = Vorgewählter maximaler zulässiger Wert von S₁.

S_p = Beanspruchungsbezugswert, ein unterer Beanspruchungsgrenzwert, ausgedrückt in normierten Einheiten_;

T = Temperatur.

t = Zeit.

DIV = Faktor, der bei der Berechnung der Bezugsbeanspruchung S_c benutzt wird_;

RAMS = Faktor, der bei der Berechnung der Bezugsbeanspruchung S_c benutzt wird.

DS₁ = Zeitliche Änderung der Beanspruchung S₁ . K = Erster Multiplikationsfaktor_; FAC = Zweiter Multiplikationsfaktor. T„ = Temperatur der Hauptdampfzufuhr .

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^TRH ^{= Tem}P^eratur der Dampfzufuhr zu dem Zwischenüberhitzungsabschnitt der Turbine.

^SALT ^{= S aus dem vorneri}9^en Berechnungszyklus.

N = Anzahl der Minuten, während der S kleiner als ^SALT ^ist' ^N=4 maximal!

R^ ,Αϋ,Κ.,., = Konstanten, deren Werte von den Kenndaten der besonderen Turbine, die geregelt wird, abhängig sind.

Das Flußdiagramm von Fig. 3 veranschaulicht in etwas vereinfachter Form die Schritte, die ein Computerprogramm für die Belastungsgeschv/indigkeits- und Dampfbeaufschlagungsbetriebsartregelung gemäß der Erfindung umfassen muß. Das Flußdiagramm ist nur dahingehend vereinfacht, daß gewisse Routinesicherheitsprüfungen oder von der Bedienungsperson oder der Ausrüstung verlangte Haltzustände, die für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich sind, weggelasen wurden. Nachdem die auf den Belastungssollwert und die gegenwärtige Belastung bezogenen Daten bekannt sind, besteht in dem Flußdiagramm von Fig. 3 ein erster Schritt darin, festzustellen, ob die gegenwärtige Belastung ausreichend nahe bei der Sollbelastung ist, um eine voreingestellte Bedingung zu erfüllen. Wenn das nicht der Fall ist, wird ein Belastungsberechnungsunterprogramm gemäß den Schritten von Fig. 4 durch das auf Fig. 3 basierende Programm aufgerufen, um eine Belastungsgeschwindigkeit R zu bilden, die dann benutzt wird, um eine Änderung in einer Bezugbelastung RLR in einer Belastungsregeleinheit, wie der in Fig. 1 dargestellten, vorzunehmen. Ein Programm gemäß Fig. 3 enthält einen Schritt zum Auswählen entweder von positiven oder negativen Polaritäten der Beanspruchung und der zeitlichen Änderung derselben in der zum Belasten oder Entlasten geeigneten Weise. Schritte sind vorgesehen zum Auswählen entweder der Oberflächen- oder der Bohrungsbeanspruchung für den HD-Läufer, je nachdem, welche größer

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ist. Auf der Basis des ausgewählten höheren Wertes der Beanspruchung und von deren Beziehung zu einem Maximalwert wird ein erster Faktor DIV gewählt, der bei der Berechnung des Beanspruchungsbezugswertes S_c benutzt wird. Die Sollbelastung wird mit der Belastungseinstellung am Beginn der Bei as tungs änderung (R₁₁-) verglichen, um festzustellen, ob die Turbine belastet oder entlastet wird. Wenn sie entlastet wird, dann wird der Beanspruchungsbezugswert in der gezeigten Weise ausgewählt. Andererseits, wenn die Turbine belastet wird, wird ein zweiter Faktor RAMS, dessen Wert von einer Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R abhängig ist (die in einem Unterprogramm gemäß Fig. 4 für die Anfangsbelastung berechnet wird) und von der maximalen Belastungsgeschwindigkeit, die durch die Bedienungsperson ausgewählt wird, zur Berechnung von S_ gewählt. Außerdem wird ein Vorspannungswert gewählt, der davon abhängig ist, ob die Turbine belastet oder entlastet wird.

Die Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert S_c und dem tatsächlichen, höheren Wert der Beanspruchung S₁ wird mit den Faktoren K und FAC multipliziert. Die Größe des ersten Faktors K wird durch die zeitliche Änderung der Beanspruchung bestimmt, und der zweite Faktor FAC wird durch die gegenwärtige Istbelastung der Turbine und eine auf den Typ der benutzten Turbine bezogene Konstante K-bestimmt.

Schließlich wird an die Dampfbeaufschlagungsbetriebsartumschal te inhe it ein Signal angelegt, das zu der Beziehung proportional ist, die in dem letzten Schritt des Flußdiagramms gezeigt ist, um eine Betriebsartverstellung in der notwendigen Weise vorzunehmen, damit die Beanspruchung in dem HD-Abschnitt der Turbine optimal geregelt wird.

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In einem Belastungsgeschwindigkeitsberechnungsunterprogramm gemäß dem Flußdiagramm von Pig. 4 ist es zuerst erforderlich, festzustellen, ob eine Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R berechnet werden muß. Wenn dem so ist, ist eine gesonderte Gruppe von Prozeßschritten (nicht dargestellt) erforderlich, um eine konservative Belastungsgeschwindigkeit unabhängig von der Beanspruchung zu berechnen und die Anfangsbelastung der Turbine zu erreichen. Das ist notwendig, da in den Anfangsteilen der Belastungsphase Beanspruchungswerte nicht ausreichend weit angestiegen sind, um bedeutungsvolle Werte zu liefern, die bei der Belastungsgeschwindigkeitsberechnung brauchbar sind. Wenn jedoch die Programmschritte dieses Anfangserfordernis passiert haben, werden Beanspruchungswerte und die zeitlichen Ableitungen derselben für vier Turbinenstellen zusammen mit den zeitlichen Änderungen der Dampftemperatur sowohl für die Hauptdampfzufuhr als auch für den Zwischenüberhitzungsdampf berechnet. Die Beanspruchungsberechnungen und die Unterprogramme zum Einführen der Anfangsbeanspruchungen sind im Detail nicht gezeigt, da sie in der eingangs erwähnten US-PS 3 446 224 im wesentlichen beschrieben sind. Die Beanspruchungswerte, die Geschwindigkeitswerte und die Dampftemperaturgeschwindigkeiten werden gemäß der Turbinenstelle entsprechend angepaßt, und es wird dann eine Belastungsänderungsgeschwindigkeit R für diese Stellen jeweils berechnet. Das erfolgt sequentiell, bis die erforderliche Anzahl von Geschwindigkeiten berechnet worden ist. Die Belastungsgeschwindigkeitsberechnung enthält Schritte zum Verfolgen des Beanspruchungstrends, so daß die bei jedem Durchlauf durch den Zyklus von Programmschritten berechnete Belastungsgeschwindigkeit modifiziert wird, um die Beanspruchung auf hohen, aber nicht auf übermäßigen Werten zu halten und die schnellsten Belastungsgeschwindigkeiten zu erzielen. Es sind außerdem Schritte enthalten, um festzustellen, ob die Turbine in einem Belastungs- oder einem

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Entlastungsbetrieb ist, und um vorzeichenbehafteten Werten demgemäß ein positives oder ein negatives Vorzeichen zu geben. Weiter sind Schritte vorgesehen, um Begrenzungen für die Größe der Faktoren vorzunehmen, die zum Berechnen der Belastungsgeschwindigkeit benutzt werden. Die niedrigste Belastungsgeschwindigkeit wird dann als die Grenzgeschwindigkeit aus den vier Geschwindigkeiten, die berechnet worden sind, ausgewählt. Wenn die ausgewählte Geschwindigkeit die Kriterien mit Bezug auf feste und von der Bedienungsperson eingestellte Grenzwerte erfüllt, wird die berechnete Geschwindigkeit einem Belastungsprogramm gemäß den Schritten von Fig. 3 und schließlich in eine Belastungsregeleinrichtung der in Fig. 1 dargestellten Art eingegeben.

Das hier beschriebene Verfahren kann durch eine große Anzahl äquivalenter Rege!anordnungen, entweder analoger oder digitaler, unter Verwendung von elektrischen, hydraulischen. Fluidics enthaltenden oder pneumatischen Systemen ausgeführt werden.

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Claims

Patentansprüche :

, 1. !Regelanordnung für eine Dampfturbine mit einem HD-AbschniI I (U)), mit wenigstens uinem Zwlschenüberhitzungaabschnitt (12) niedrigeren Druckes, mit einem HD-Läufer, mit einem Zwischenüberhitzungsläufer, mit mehreren Ventilen (22-28), die betätigbar sind, um Dampf in den HD-Abschnitt (10) über Düüuiibftijun e Inzulaaeen, wobei citö Wiinuobo-imsiJj ueliuiuj v<»i Bestandteilen der Turbine geregelt wird, während gleichzeitig maximale Belastungs- und Entlastungsgeschwindigkeiten während sämtlicher Phaaon des Turbinenbetrieben vorluiiulni :jinü, gekennzeichnet durch:

eine Belastungsregeleinheit (38) zum Positionieren der Ventile (22-28), um die Turbine mit einem qowünsclit ei) Ci-- <i. mil il. UIi[Il st ι ojti /.ij Ijcmu tuch lagen;

eine Dampfbeaufschlagungsbetriebsartumschaltvorrichtung (44) zum Einstellen der Relativöffnungen der Ventile; Einrichtungen (46,48) zum Bestimmen der Temperatur von vorgewählten HD-Abschnitt-Bestandteilen und von vorgewählten Zwischenüberhitzungsabschnittbestandteilen;

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Einrichtungen (50,52) zum Bestimmen der Dampftemperatür an vorgewählten Stellen;

eine Einrichtung (54) zum Bestimmen der Wärmebeanspruchung jedes vorgewählten Bestandteils als Funktion der Temperatur;

eine Einrichtung (60) zum Bestimmen der zeitlichen Änderung der Wärmebeanspruchung für jeden vorgewählten Turbinenbestandteil;

Einrichtungen (56,58) zum Bestimmen der zeitlichen Änderung der Dampftemperatur der vorgewählten Stellen; eine Einrichtung (62) zum Berechnen einer Belastungsänderungsgeschwindigkeit für jeden vorgewählten Turbinenbestandteil, wobei die Belastungsänderung eine Funktion der entsprechenden Wärmebeanspruchung, der zeitlichen Änderung der Beanspruchung und der entsprechenden zeitlichen Änderung der Dampftemperatur ist;

eine Einrichtung (64) zum Auswählen der niedrigsten berechneten Belastungsänderungsgeschwindigkeit und zum Eingeben der niedrigsten Geschwindigkeit in die Belastungsregeleinheit (38), um die Turbinenbelastung entsprechend zu ändern;

eine Einrichtung (73) zum Berechnen eines Bezugswertes der Beanspruchung als Funktion einer vorgewählten Anfangsbelastungsgeschwindigkeit; und

eine Einrichtung (71) zum Bestimmen der Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert und der für einen vorgewählten HD-Abschnitt-Bestandteil bestimmten Wärmebeanspruchung, wobei die Differenz in die Dampfbeaufschlagungsbetriebsartumschal tvor richtung (44) eingegeben wird, damit die Ventile auf relative Öffnungen eingestellt werden, die die Differenz minimieren.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (54) zum Bestimmen der Wärmebeanspruchung Beanspruchungsbestimmungen für die HD-Läufer-Oberfläche, die HD-Läufer-Bohrung, die Zwischenüberhitzungs-

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lauferoberfläche und die Zwisohenüberhitzungsläuferbohrung liefert.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die HD-Abschnitt-Bestandteile die HD-Läufer-Oberfläche und die HD-Läufer-Bohrung sind und daß die Zwischenüberhitzungsabschnittbestandteile die Zwischenüberhitzungsläuferoberfläche und die Zwischenüberhitzungsläuferbohrung sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (67), die unter der HD-Läufer-Oberflächenbeanspruchung und der HD-Läufer-Bohrungsbeanspruchung die höhere auswählt, wobei dann die ausgewählte höhere Beanspruchung der Differenzbestimmungseinrichtung (73) als die Differenz zugeführt wird, die für einen vorgewählten HD-Bestandteil bestimmt worden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung (75) zum Multiplizieren der Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert und der ausgewählten höheren Beanspruchung mit einem ersten und einem zweiten Multiplikationsfaktor (FAC,K); eine Einrichtung (83) zum Vorwählen des ersten Multiplikationsfaktors als Funktion der zeitlichen Änderung der ausgewählten höheren Beanspruchung; und eine Einrichtung (89) zum Vorwählen des zweiten Multiplikationsfaktors als Funktion der Istbelastung der Turbine.

f). Anordnung nach Anspruch b, g e k t» n η ζ e 1 c h η e I. durch eine Einrichtung (91) zum wahlweisen Vorspannen der Differenz, um eine Änderung der Differenz um einen Nomina 1-WtMl (Wn Ht* 1 I >rMi /ti 'l^fäl ni t ti||.

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7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (73) zum Berechnen eines Beanspruchungsbezugswertes ein Maximalbelastungsgeschwindigkeitseingangssignal hat und daß der Bezugswert als Funktion dieses Eingangssignals und der Anfangsbelastungsgeschwindigkeit berechnet wird.

8. Verfahren zum Regeln der Wärmebeanspruchung von Bestandteilen einer Turbine während sämtlicher Betriebsphasen einschließlich der Belastung und der Entlastung, um eine Sollbelastung zu erreichen, wobei die Turbine eine mit Zwischenüberhitzung arbeitende Dampfturbine ist, die einen HD-Abschnitt, einen Zwischenüberhitzungsabschnitt, einen HD-Läufer, einen Zwischenüberhitzungsläufer und mehrere Ventile hat, welche in Düsenbögen angeordnet sind, um den gesamten Dampffluß in den HD-Abschnitt in einer Teilbogenbetriebsart und in einer Vollbogenbetriebsart einzulassen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Bestimmen der sich ergebenden Wärmebeanspruchung an mehreren Turbinenbestandteilen;

b) Bestimmen der zeitlichen Änderung der Temperatur für den der Turbine zugeführten Dampf;

c) Bestimmen der zeitlichen Änderung der Wärmebeanspruchung an den Turbinenbestandteilen;

d) Bestimmen einer Belastungsänderungsgeschwindigkeit für jeden Turbinenbestandteil, für den die Wärmebeanspruchung und deren zeitliche Änderung bestimmt worden sind, wobei die Belastungsänderungsgeschwindigkeit als Funktion der entsprechend bestimmten Beanspruchung, der zeitlichen Änderung der Beanspruchung und der zeitlichen Änderung der Dampftemperatur bestimmt wird;

e) Auswählen der niedrigsten Belastungsänderungsgeschwindigkeit und Eingeben derselben in einen Turbinenbelastungscontroller, um die ausgewählte Änderung der Belastung vorzunehmen;

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f) Bestimmen eines Beanspruchungsbezugswertes, der eine Funktion einer am Anfang bestimmten Belastungsgeschwindigkeit ist; und

g) Einstellen einer Dampfbeaufschlagungsbetriebsartumschaltvorrichtung derart, daß eine Dampfbeaufschlagungsbetriebsart ausgewählt wird, die die Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert und der an einem ausgewählten Turbinenbestandteil bestimmten Beanspruchung minimiert.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte (a) bis (g) ständig wiederholt werden, um eine ständige Regelung der Belastungsänderungsgeschwindigkeit beim Erreichen der Sollbelastung und eine ständige Regelung der Dampfbeaufschlagungsbetriebsart vorzunehmen.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k t» η η - 7. ο i <■· \\ η e t , daß die Belastunqsänd^runqHijcscliwi mis qkci I ijumäß folgender Formel bestimmt wird:

R= (R₁ +R₃) R₂ wobei Κ., - K₁ (K₂ - S)

^R2 " ^{1 K}3 dt ^S

-3 - -4 i s²

und K., K₂, K₃ und K, sind auf Turbinenpara

meter bezogene Konstanten, S ist die für den «'ntnprecluMHlen Turbi ιη>ι>1»·:.Ι .nuJlc ι I bestimmte Beanspruchung und T ist die Dampftemperatur.

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11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenbestandteile, für die die Wärmebeanspruchung bestimmt wird, die Oberfläche und die Bohrung des HD-Läufers umfassen, und daß die Dampfbeaufschlagungsbetriebsartumschaltvorrichtung so eingestellt wird, daß die Differenz zwischem dem Beanspruchungsbezugswert und der höheren Beanspruchung unter der HD-Läufer-Bohrungsbeanspruchung und der HD-Läufer-Oberflächenbeanspruchung minimiert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt: Multiplizieren der Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert und der höheren Beanspruchung mit dem ersten und dem zweiten Faktor, wobei der erste Faktor eine Funktion der zeitlichen Änderung der höheren Beanspruchung ist, während der zweite Faktor eine Funktion der Turbinenistbelastung ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Beanspruchungsbezugswert eine Funktion der am Anfang bestimmten Belastungsgeschwindigkeit und einer vorgewählten maximalen Belastungsgeschwindigkeit ist.

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