DE3238977A1

DE3238977A1 - Steuergestaenge fuer turbinenregler zum schutz gegen ein ueberdrehen des turbinenlaeufers

Info

Publication number: DE3238977A1
Application number: DE19823238977
Authority: DE
Inventors: George M. 14895 Wellsville N.Y. Lucas
Original assignee: Edison International Inc 60008 Rolling Meadows Ill; Edison International Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1981-10-22
Filing date: 1982-10-21
Publication date: 1983-05-19
Also published as: ES8400534A1; FR2515251A1; MX156416A; CA1185145A; JPS58122306A; GB2107795A; GB2107795B; DE3238977C2; BR8206105A; JPH0329965B2; AR231326A1; US4431369A; IT8223854A0; FR2515251B1; IT1153278B; ES516693A0; NL8204065A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Regler im allgemeinen und im besonderen eine mehrteilige Steuerhebelanordnung zwecks Rückstellung des Reglers auf Normalbetrieb beim Einschalten einer Turbine oder dgl. vom Regler überwachten Maschine nach dem Stillstand oder aus einer Sperrstellung heraus.

Die Erfindung wird an Hand einer bevorzugten Anwendungsform in einer Dampfturbine dargestellt, bei der der Regler das Einlaßventil steuert, das in einem Schieberkasten einem in der Dampf in die Turbine führenden Einlaßleitung engeordneten Sicherheitsventil vorgeschaltet ist.

Bekanntlich sprechen Sicherheits-Schaltventile an, wenn eine Bedingung oder mehrere Bedingungen vorliegen, die den weiteren reibungslosen Betrieb einer Dampf- oder Gasturbine gefährden können, indem sie den Zustrom von Dampf durch die Einlaßleitung in die Dampf- oder Gasturbine abschalten. Diese Einsitz-Sicherheitsventile sind für die Verwendung in einstufigen Dampfturbinen geeignet, da die naturgemäß geringe Fließverlust haben. Auf sie wirken jedoch unausgeglichene Druckkräfte, die dann bei der normalen Rückstellund dieser Ventile zu Schwierigkeiten führen, insbesondere bei Dampfturbinen, wo Frischdampf mit hoher Temperatur und unter hohem Druck zugeführt wird.

Jeder Fachmann weiß aber auch, daß der Regler den zugeordneten Steuerhebel so bewegt, daß das zugehörige Einlaßventil seine geöffnete Endlage einnimmt, wenn die Turbinengeschwindingkeit als Folge der Betätigung des Sicherheitsventils zwecks Sperrung der einlaßseitigen Zufuhr von Dampf an die Turbine absinkt.

Hierbei ergab sich bisher das Problem, daß beim manuellen Rücksetzen des Sicherheits-Schaltventils in die geöffnete

BAD ORIGINAL

J^o

Stellung, d.h. wenn der Regler nicht binnen kurzem auf die Sollbedingungen des Betriebs anspricht, das Einlaßventil im Sinne einer überhöhten Drehzahl der Turbine wirkt, wodurch das Sicherheits-Schaltventil erneut ausgelöst wird.

Abhilfe soll hier durch die in den US-PAtentschriften 2 257 279 und 1 786 942 offenbarten Einrichtungen ge-'" schaffen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuergestänge für einen ein zugeordnetes Ventil ansteuernden Regler zu schaffen, über das das Ventil fortschreitend beim Anlas- ** sen der vom Ventil gesteuerten Turbine geöffnet wird.

Ferner soll das Regler-Steuergestänge derart verbessert werden, daß die auf ein dem Steuerventil in der Dampfzuleitung zur Turbine nachgeschaltetes Sicherheitsventil

wirkenden unausgeglichenen Kräfte verringert werden. 20

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Steuerhebel das Reglers so ausgebildet wird, daß das dem Sicherheits-Schaltventil vorgeschaltete Einlaßventil bei abgeschalteter oder stillstehender Maschine unab-

hängig von der Ansteuerung durch den Steuerhebel des Reglers geschlossen werden kann, wobei das Einlaßventil aus einer geschlossenen in seine geöffnete Stellung fortschreitend überführbar ist, derart, daß der Steuerhebel

und der Regler in bezug auf Normalbetrieb, Funktion und 30

Reaktion an die Betriebsbedingungen der Turbine anpaßbar ist.

Der Steuerhebel das Reglers ist erfindungsgemäß als ein mehrstufiges Steuergestänge ausgebildet, in dem Mittel vorgesehen sind, durch die mindestens eine Stufe relativ zur anderen anpaßbar ist, wodurch zunächst das Einlaßventil in der ausgelösten, gesperrten oder abgeschalteten Stellung von einer geöffneten in eine geschlossene

BAD ORiGlMAL

:\^:..^:*^:.Λ::. 3233977

Stellung bewegt wird. Danach können diese Mittel umgekehrt betätigt werden, so daß das Einlaßventil stufenweise aus- der Schließstellung in die Offenstellung überführbar ist und somit als Drossel beim erneuten Anlassen der Turbine wirkt, um die Turbine und den zugehörigen Regler auf-normale Betriebsbedingungen einzustellen.

Das mehrstufige Steuergestänge bietet außer der Lösung des Reglerproblems noch einen vorteilhaften Nebeneffekt, da bei einer verhältnismäßig einfachen Vorrichtung, eine manuelle Steuermöglichkext geschaffen ist, die bisher, wie der Fachmann ohne weiteres erkennen wird, nur durch eine viel kompliziertere und teurere Ventilanordnung erreichbar war.

Außer der durch das erfindungsgemäße Steuergestänge des Reglers gebotenen Drosselwirkung, werden durch die erfindungsgemäße Ausbildung auch die auf das Sicherheits-Schaltventil wirkenden unausgeglichenen Kräfte verringert. Dies wird dadurch erreicht, daß nach dem Auslösen und Schließen des Sicherheits-Schaltventils, wenn das Einlaßventil aus seiner Offen- in siene Schließstellung gelangt, der in der Einlaßleitung zwischen diesen Elementen eingeschlossene unter hohem Druck stehende Dampf hoher Temperatur durch Spalte und/oder öffnungen im Sicherheits-Schaltventil entweichen kann, wodurch der Druck oder die Kräfte, die auf den Ventilkopf des Βίο,, cherheits-Schaltventils" wirken, ausgeglichen werden. Die manuell aufzubringenden Kräfte, um das Schaltventil zurückzusetzen, sind also erheblich geringer.

Daneben bietet das erfindungsgemäße mehrstufige Steuerte gestänge noch einen dritten gleichermaßen bedeutenden Vorteil, denn es kann mit verhältnismäßig wenigen zusätzlichen Teilen und Verbindungen nachträglich anstelle bisheriger Regler mit Steuerhebeln eingebaut werden, wo-

durch sich auch vorhandene Turbinenanlagen durch Umrüstung verbessern lassen.

Die Erfindung betrifft also ein neuartiges Steuerte« 5

stange für einen Regler zur Betätigung eines zugeordneten Ventils oder dgl. mit einem Haupthebel, dessen eines Ende mit einem Steuerorgan des Reglers zur Betätigung des Gestänges verbunden ist, mit einem Hilfs- hebel _t der mit dem dem signalaufnehmenden Ende des Haupthebels gegenüberliegenden Ende drehbar verbunden ist, eine Betätigungs- oder Ventilstange zur Bewegung des über den Regler angesteuerten Ventils, die drehbar im Steuergestänge angeordnet ist und mit dem Haupthebel

._ und dem Hilfshebel in Wirkverbindung steht sowie eine V©rriehtung zur fortschreitenden Bewegung des·HiIfS= hebeis zwecks Betätigung der Ventilstange, derart, daß das Einlaßventil aus seiner Offen- in seine Sehließstellung und von der Sehließstellung in die offenste!-

«Q !tang Öherführbar ist.

Die erfindungsgemäßen Lösungen dieser Aufgabe werden nachstehend an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Teils

des Gehäuses einer Dampfturbine mit einem Woodward T.G. IQ-Regler mit einer Ausführungs-. form eines Regler-Steuergestänges nach der Irfindung,

Figur 2 eine Ansicht von oben in vergrößertem Maßstab, mit dem Reglersteuergestänga aus Figur 1 teilweise im waagrechten Schnitt,

Figur 3 eine Stirnansieht in vergrößertem Maßstab des Kegler-Steuergestänges aus Figur 2, teilweise als senkrechter Schnitt, .

BAD ORlGSMAL

3 238377

Vg Q «*

Figur 4 eine Seitcananaicht von rechte, auf da?> Steuergestänge nach Figur 2,

Figur 5 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 5-5 aus Figur 2,

Figur 6 eine perspektivische Darstellung der Handbetätigungsvorrichtung mit dem Hilfis- oder Dreharm in normaler Betriebsstellung und in gestrichelten Linien in Schließstellung,

Figur 7 eine schematiseho Skizze des Steuergestänges nach den Figuren 1 und 2 in Wirkverbindung mit dem Einlaßventil im Sehiöberkasten der Turbine in seiner geöffneten Stellung und mit dem Sicherheits-Auslöseventil in der Einlaßleitung in Schließstellung.

Figur 8 ein Teil der Skizze nach Figur 7 mit dem Steuergestänge und dem Einlaßventil für die Turbine in Schließstellung,

Figur 9 eine perspektivische Teilansicht des Gehäuses einer Dampfturbine mit einem Woodward PG Regler und einer anderen Ausführungsform des Regler-Steuergestänges ,

Figur 10 eine Ansicht von oben in vergrößertem Maßstab auf das Regler-Steuergestänge nach Figur 9,

Figur 11 eine vergrößerte Ansicht, teilweise als Horizontalschnitt, der Handbetätigungsvorrieh""· tung für das Regler-Steuergestänge nach Figur 10,

Figur 12 eine Stirnansicht in vergrößertem Maßstab des Gestänges nach Figur 10,

Figur 13 eine vergrößerte Darstellung im waagrechten Schnitt des Drehhebels für das Gestänge nach Figur 10,

Figur 14 eine Ansicht von rechts für das Gestänge nach Figur 10.

Figur 15 eine schematische Skizze des reglergesteuerten Gestänges nach den Figuren 9 und 10 in Wirkverbindung mit dem Einlaßventil eines Schieber-

BAD ORIGINAL

.I.'./-"'..-.::. 3238377

kastens der Turbine in Offenstellung, wobei das Sicherheits-Schaltventil in der Einlaßleitung in Schließstellung gezwigt ist, Figur 16 ein Teil der Skizze nach Figur 15 mit Gestänge und Einlaßventil in Schließstellung.

In den Figuren 1, 7 und 8 ist jeweils eine Stirnseite einer Einstufen-Turbine, generell als SSTA bezeichnet, dargestellt, an die ein Regler vom Typ Woodward TG 10 angeschlossen ist, über den das Regel- oder Einlaßventil 2 gesteuert wird, daß mit dem allgemein mit 3 bezeichneten Schieberkasten der Turbine in Verbindung steht.

Der Schieberkasten ist mit einer Einlaßleitung 4 zur Zufuhr von Dampf an die Turbine verbunden; in der Einlaßleitung 4 befindet sich dem Einlaßventil 2 nachgeschaltet ein Sicherheits-Schaltventil 5.

Regler dieses Typs sind auf dem freien Markt erhältlich und sind jedem Fachmann bekannt, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt. Der Regler 1 ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung auf einer Seite mit dem generell mit 10 bezeichneten Steuergestänge verbunden.

Über den Regler wird bekanntlich die Bewegung des Steuergestänges in Abhängigkeit von der gewünschten Geschwindigkeit der Turbine gesteuert, d.h. bei niedrigerer Drehzahl der Turbine infolge größerer Last, wird das Einlaßventil 2 über das Steuergestänge 10 weiter geöffnet, so daß eine größere Dampfmenge einströmt und folglich die Turbinengeschwindigkeit an die Last angepaßt eird, während bei geringerer Last, bei der die Turbinengeschwindigkeit zunimmt, das Eingangsventil 2 über den Regler zunehmend geschlossen wird, so daß sich der Zustrom von Dampf und somit die Geschwindigkeit, der Turbine verringern.

Da bei einer verminderten Reglergeschwindigkeit das Steuer-

BAD GRlGiMAL

l.^:.^^:..^:.::. 3238377

gestänge 1 das Einlaßventil 2 betätigt und die öffnung zur Zuleitung 4 größer wird, ist für den Fachmann erkenntlich, daß beim Auslösen des Sicherheits-Auslöseventils 5 und folglich Abschalten der Dampfzufuhr an die Turbine, die Geschwindigkeitsabnahme der Turbine bis zum dem über das Sicherheitsventil ausgelösten Stillstand dazu führt, daß der Regler 1 das Einlaßventil 2 in seine

in Figur 7 dargestllte 100%-Offenstellung überführt. 10

Sollte beim manuellen öffnen des Sicherheits-Auslöseventils zwecks erneuter Dampfzufuhr an die Turbine das Ventil nicht sofort ansprechen und aus seiner in Figur 7 gezeigten Offenstellung herausgeführt werden, dann führt '** das weiterhin vollständig geöffnete Steuerventil zu einem überdrehen der Turbine und das Sicherheitsventil 5 wird erneut ausgelöst. Mit der gezeigten Ausführungsform der Erfindung soll dieser Mangel behoben werden.

Inden Figure 2 und 6 ist eine Ausführung des Steuergestänges 10 gezeigt, bei der ein Haupthebel 11 und ein Hilfs- oder Dreharm 12 vorgesehen sind, die miteinander verbunden sind und in Wirkverbindung stehen, so daß der Dreharm 12 den Haupthebel 11 verschieben kann, wodurch

das Einlaßventil aus seiner Offenstellung in seine Schließstellung und aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung gelangt und die erfindungsgemäßen Vorteile erreicht werden. (die erfindungsgemäße Reglerunabhängigkeit erreicht wird!)

Der Haupthebel 11 ist mit einem Ende 13 mit einer Betätigungsstange 14 verbunden, die über eine Kulisse 15 des Reglers 1 bewegt wird. Die Reglersignal werden also unmittelbar auf den Haupthebel übertragen.

An seinem vom Befestigungspunkt an der Stange 14 abgewandtenEnde weist der Haupthebel 11 ein ü-förmiges Verbindungsstück 16 auf, dessen Schenkel die Bezugszeichen

-12-

17 und 18 tragen. Über einen die Schenkel 17 und 18 durchsetzenden Drehstift 19 ist ein Ende des Dreharms 12 mit dem U-förmigen Verbindungsstück des Haupthebels 11 drehbar verbunden. Diese Drehverbindung bildet einen verschieblichen Drehpunkt für den Haupthebel 11, über den in nachstehend noch näher zu beschreibender Weise der Haupthebel 11 bezogen auf die Abdeckung 21 des Schieberkastens 3 der Turbine hin- und herbewegbar ist.

Der Haupthebel 11 weist in seinem dem Verbindungsstück 16 zugeordneten Bereich ein mit 22 bezeichnetes Gleitstück auf, über das der Haupthebel 11 mit dem Ventilschaft 23 des Einlaßventils 2, wie in den Figuren 2 und 3 im einzelnen gezeigt, verbunden ist.

Das Gleitstück 22 weist einen in der Mitte angeordneten Lagerbock 24 mit einer durchgehenden Bohrung 2 5 zur Aufnahme des Ventilschaftes 23 auf. Der Ventilschaft 2 3

ist inseiner eingestellten Kalibrierstellung im Lagerbock 24 über eine innere und eine äußere Sicherungsmutter 26 bzw. 27 mit jeweils zugeordneter Sicherungsscheibe 28 bzw. 29 gehalten.

Der Lagerbock ist so bemessen, daß er lose zwischen den Schenkeini 7 und 18 des Verbindungsstücks 16 liegt, und um eine verhältnismäßig gut. geführte Verbindung zwischen dem Lagerbock und den Schenkeln 17 und 18 zu erhalten, wtrnn dieser sich in bezug auf den Haupthebel 11 verschiebt;, sind die einander gegenüberliegenden Flächen des Lagerbocks 24 mit Nuten 30 und 31 versehen, in denen Gleitstücke 32 und 33 liegen, die jeweils seitlich vorstehende Achsen 34 und 35 aufweisen, die in montiertem Zustand in den einander fluchtrecht gegenüberliegenden Bohrungen 36 und 37 in den jeweiligen Schenkeln 17 und 18 des Verbindungsstücks 16 liegen, was in den Figuren 2, 3, 7 und 8 im übrigen im einzelnen dargestellt ist.

BAD GRiGIMAL

Das Gleitstück 22 ermöglicht eine Relativbewegung zwischen dem Ventilschaft 23 und dem Haupthebel 11, so daß Haupthebel und Ventilschaft nicht verkanten oder hängenbleiben können, sobald der Haupthebel den Ventilschaft 23 und das Einlaßventil 2 entsprechend den Reglersignalen bewegt, oder wenn der Haupthebel durch die Bewegung des Dreharms 12 in nachfolgend beschriebener Weise mitgenommen wird.

Der Dreharm 12 erstreckt sich von seinem Anlenkpunkt am Haupthebel 11 koaxial zu diesem und ist an seinem gegenüberliegenden Ende drehbar mit einer Drehachse verbunden, die Teil einer von Hand zu betätigenden Stell- oder Schwenkvorrichtung 40 ist.

Die Schwenkvorrichtung 40 enthält einen U-förmigen Lagerbock, dessen Basis 41 mit dem Gehäuse 21 des Schieberkastens 3 mittels geeigneter Schraubverbindung 42 verbunden ist, so daß sich die Schenkel 43 und 4 4 des Lagerbocks nach außen erstrecken.

Die Schenkel 4 3 und 44 des U-förmigen Lagerbocks liegen im wesentlichen parallel und in einem solchen Abstand zueinander, daß die lichte Weite zwischen ihnen etwas größer ist als die Außenabmessungen des U-förmigen Verbindungsstücks 16 vom Haupthebel 11. Die Schenkel 43 und 44 sind ferner derart gekrümmt, daß die Lagerbuchsen 45 und 46, die an den die Drechachse 38 aufnehmenden Enden der Schenkel vorgesehen sind, genügend Raum freilassen, damit der am Punkt 19 mit dem zugeordneten Ende des Haupthebels 11 verbundene Dreharm 12 eine kreisbogenförmige Bewegung ausführen kann, die der vorgegebenen Vor- und Rückbewegung des Haupthebels 11 zur Bewegung des Ventilschaftes 23 und folglich des Einlaßventils 2 von der Offen- in die Schließstellung entspricht, nachdem das Sicherheits-Auslöseventil 5 ausgelöst wurde und von der

BAD ORIGINAL

Schließstellung in die Offenstellung, sobald die Turbine nach dem Stillstand erneut eingeschaltet wird.

β Zwecks Bewegung des Dreharms 12 ist die Schwenkvorrichtung 40 mit einem mit 50 bezeichneten Handhebel versehen, wie die Figuren 2 bis 6 im einzelnen zeigen.

Aus den Figuren 2 bis 6 geht hervor, daß der Dreharm in IQ seinem mittleren Bereich eine Ausnehmung 51 aufweist, in der die öse 52 einer Ösenschraube 53 mittels eines radialen Stiftes 54 befestigt ist.

Die ösenschraube 53 ist radial zur Längsachse des Haupthebeis 11 und des Dreharms 12 angeordnet und weist ein Außengewinde zwecks Verschraubung mit einem Gewinde 55 auf/das eine in einer Bohrung 57 verdrehbar angeordnete Hülse 56 durchsetzt - Die Bohrung 57 befindet sich in einem Zapfenlager 58, das sich zwischen den freien Enden der Schenkel 43 und 44 des Lagerbockses und im Abstand zu den Lagerbuchsen 45 und 46 der Drehachse 38 erstreckt. Die Hülse 56 ist in der Bohrung 57 über eine Tellerfeder 59 und einen Sicherungsbund 60 gehalten so daß ein an der Außenseite vorgesehener Griff 61 bei Verdrehung von Hand die ösenschraube entsprechend der jeweiligen Drehrichtung nach innen oder nach außen verschiebt.

Ein. Anschlag 62 sorgt dafür, daß beim manuellen öffnen des Einlaßventils in nachfolgend beschriebener Weise der Dreharm 12 exakt fluchtrecht zum Steuergestänge 10 bewegt werden und dieses dann in bekannter Weise die Ansteuersignale vom Regler 1 an den Ventilschaft 23 des Einlaßventils 2 überträgt. In dieser Stellung wirkt die Drehachse 19, über die der Haupthebel 11 mit dem Dreharm 12 verbunden is;t als Drehpunkt für diese Art der Signalübertragung durch den Haupthebel.

BAD ORIGINAL

.l^: -^:'^:, ^:.;:. 3238377

Wirkungsweise

Die Wirkungsweise der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Figure 7 und 8 erläutert:

Das Sicherheitsventil 5 ist in Figur 7 in seiner Wirkstellung gezwigt, in der der Regler 1 das Einlaßventil 2 in seine Offenstellung entsprechend der üblichen Regelfunktion des Reglers übergeführt hat.

Beim Verdrehen des Griffes 61 in der gewünschten Richtung wird die ösenschraube 53 nach innen verschoben, wodurch sich auch der Drehpunkt 19 für den Haupthebel 11 nach innen bewegt. Da das gegenüberliegende Hebelende mit der nunmehr feststehenden Stange 14 verbunden ist, bildet das Ende 13 einen festen Drehpunkt und das Gleitstück 22 bewegt den Ventilschaft 23 und entsprechend das Einlaßventil 2 in die in Figur 8 gezeigte Schließstellung.

In der Schließstellung entströmt der in der Leitung 4 eingeschlossene Hochdruckdampf und sobald die Unregelmäßigkeit, die zum überschreiten der Solldrehzahl der Turbine führte, ausgeglichen ist, kann das Sicherheitsventil 5 von Hand leicht geöffnet werden, da die auf das Sicherheitsventil wirkenden Kräfte nunmehr ausgeglichen sind. Soll die Turbine wieder den Normalbetrieb aufnehmen, wird der Griff 61 manuell betätigt, wodurch Dampf unter Betriebsdruck und -temperatur fortschreitend in die Einlaßleitung 4 zum Antrieb der Turbine zuströmt.

Das Einlaßventil wird auf diese Weise fortschreitend

^OJ geöffnet bis der Dreharm 12 an den Anschlag 62 anschlägt, d.h. eine Stellung einnimmt, in der der Regler seine hinlänglich bekannte übliche Regelfunktion gegen-

BAD ORIGINAL

über dem Einlaßventil über das Steuergestänge 10 ausübt.

Zwecks Umrüstung einer vorhandenen Turbinenanlage mit einem Woodward T.G 10 Regler wird das übliche Steuergestänge und der Drehhebel durch das erfindungsgemäße Steuergestänge 10 ersetzt, indem man die Drehachse und die Schwenkeinrichtung 40 an ein geeignetes Gehäuse des Schieberkastens befestigt und die Anordnung angeschlossen wird. Der Schaft des Einlaßventils wird an dem Haupthebel durch das Gleitstück 22 befestigt. Der Anschluß von Haupthebel und Dreharm 12 erfolgt in der dargestellten Weise.

Eine zweite Ausführungsform eines Steuergestänges ist in den Figuren 9, 14 und 15 gezeigt. Es ist auf einer Seite einer mehrstufigen Dampfturbine, nachstehend mit SSTB bezeichnet, angeordent, die einen Regler 101 des Typs Woodward PG aufweist, über den das Einlaßventil 102 angesteuert wird, das mit dem Schieberkasten 103 der Turbine in Wirkverbindung steht.

Der Schieberkasten ist mit der Einlaßleitung 104 für die Dampfzufuhr an die Turbine verbunden und in der Einlaßleitung 103a befindet sich ein dem Einlaßventil 102 nachgeschaltetes Sicherheitsventil 105.

Woodwardregler des Typs PG sind allgemein bekannt und auf dem freien Markt erhältlich.

Der Regler 101 ist auf einer Seite mit einem Steuergestänge 110 verbunden, dessen anderes Ende mit dem Ventilschaft 104 des Einlaßventils 102 verbunden ist. ^OJ Das Steuergestänge 1110 ist in seinem mittleren Bereich drohbar über einen Schwenkbügel 111 gelagert, der mit dem Gehäuse 112 des Schieberkastens über im

Abstand voneinander angeordnete Vcr.schraubunyen 113 befestigt ist, so daß das Steuergestänge als ein se-·., kundäres Hebelgestänge wirkt das im Uhrzeigersinn und im Gegensinn verschwenkbar ist.

Das Steuergestänge wird über den Regler in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit der vorgegebenen Turbinengeschwindigkeit bewegt, d.h. bei abnehmender Drehzahl infolge einer höheren Last, wird das Steuergestänge über den Regler im Gegensinn verdreht, so daß sich das Einlaßventil 102 zunehmend öffnet und folglich eine größere Dampfmenge die Einlaßleitung 104 und die Turbine durchströmt bis der Ausgleich zu der erhöhten Last hergestellt ist. Umgekehrt wird bei abnehmender Last und entsprechend erhöhter Drehzahl der Turbine das Steuergestänge über den Regler im Uhrzeigersinn bewegt, so daß sich das Einlaßventil 102 zunehmend schließt und folglich eine geringere Dampfmenge in die Einlaßleitung 104 und die Turbine gelangt, wodurch deren Drehzahl wieder sinkt.

Da eine Verringerung der Drehzahl des Reglers 101 über das Steuergestämge 110 im Sinne einer Öffnung des Einlaßventils 102 gegenüber der Einlaßleitung T03a wirkt, ist selbstverständlich herleitbar, daß beim Auslösen des Sicherheitsventils 105 über das der Zustrom von Dampf in die Turbine unterbrochen wird, die _ nunmehr zunehmend geringer werdende Drehgeschwindigkeit der Turbine bis zum vollständigen Stillstand auf den Regler 101 im Sinne einer vollständigen Öffnung des Einlaßventils 102 gemäß Figur 15 wirkt.

oc Wird dieser in Figur 15 gezeigten Stellung nicht möglichst unverzüglich beim manuellen öffnen des Sicherheitsventils zwecks erneuter Dampfzufuhr an die Turbine entgegengewirkt, dann führt die Offenstellung des Einlaßventils 102 zum überschreiten der Solldreh-

BAD ORIGINAL

zahl bei der Turbine und das Sicherheitsventil wird erneut ausgelöst. Durch die Erfindung soll eine Einrichtung geschaffen werden, die hier Abhilfe schafft.

In den Figuren 9 bis 14 ist ein Steuergestänge 110 gezeigt, das einen Haupthebel 114 und einen Dreharm 115 aufweist, die drehbar miteinander verbunden und derart in Wirkverbindung stehen, daß der Dreharm 115 in bezug IQ auf den Haupthebel 114 verschieblich sind und damit das Einlaßventil 102 von seiner geöffneten Stellung in seine Schließstellung un aus seiner Schließstellung in seine Cffenstellung überführt, wodurch der erfindungsgemäß angestrebte Zweck erreicht wird.

Der langgestreckte Hebel 114 ist mit .seinem einen Ende

116 am freien Ende der Betätigungsstange 117 angeordnet, deren anderes Ende auf die Drehgeschwindigkeit des nicht dargestellten Steuerelements im Regler 110 anspricht. Da Fachleuten die Wirkungsweise eines Woodward Reglers geläufig ist, ist lediglich anzumerken., daß die Signale des Reglers über die Betätigungsstange

117 unmittelbar an das ihr zugeordnete Ende des Hauptheb eis 114 übertragen werden.

Das gegenüberliegende Ende 118 des Haupthebels 114 ist über einen bestimmten Bereich 119 hinterschnitten, so daß auf der innenliegenden Seite des Endes 118 eine Zunge oder ein Ansatz 120 mit einer Bohrung 121 entsteht (vgl. Figur 12), wodurch das Ende 118 des Haupthebels 114 über den Ansatz 120 hinausreicht.

Im Vergleich zum Haupthebel 114, dessenAbmaße sich nach der noch näher zu beschreibenden erfindungsgemäßen Funktion richten, ist der Dreharm verhältnismäßig kurz. Auf der Innenseite des Endes 122 ist eine Nut vorgesehen, so daß zwei im wesentlichen zueinander parallele Schenkel 124 und 125 entstehen, die im Be-

BAD ORIGINAL

.:. " Λ\^:..'·;■.,' .·:. 3238377

reich des Endes 122 mit zueinander fLuchtrecht angeordneten Bohrungen 126 und 127 versehen sind. Die parallelen Schenkel 124 und 125 sind bei 122 so bemessen, daß das Ende des Dreharms 115 in den hinterschnittenen Abschnitt 119 paßtl So zusammengebaut können die Bohrungen 126 und 127 in bezug auf die Bohrung 121 im Ansatz 120 ausgerichtet werden, so daß der Drehstift 128 hindurchgestreckt werden kann und den Drehpunkt zwischen diesen beiden Bauteilen bildet.

Der Drehzapfen 128 ist ferner in einander gegenüberliegenden Lagern 129 und 130 in zu beiden Seiten des

._ Hebels 114 vorgesehenen Trägern 131 und 132 gelagert. Diese erstrecken sich von der Basis 133 des Bügels 111 zur Halterung des Gestänges 110 in einem Winkel nach oben und bilden die zuvor genannten Sekundärhebel. Der Drehstift 128 ist in den Bohrungen 129 und 130 ab-

«_n nehmbar gelagert mit Hilfe von Federringen 134 und 135 oder anderen geeigneten Verbindungsmitteln, die einen leichten Ausbau des Steuergestänges 110 ermöglichen. ..

Mit seinem dem Ende 122 gegenüberliegenden Ende 136 «c ist der Dreharm 115 mit dem vom Ventil abgewendeten

Ende des Ventilschafts 104 des Einlaßventils 102 verbunden. Der Dreharm 115 dient also zur Bewegung des. Ventilschaftes und folglich des Ventils 102, wenn das Steuergestänge zwecks Korrektur des Betriebs des Si-3Q cherheitsventils 105 bewegt wird.

Mit dem über den Ansatz 120 vorstehenden Ende 118 des Haupthebels 114 ist eine Handbetätigungsvorrichtung 140 verbunden, die den Dreharm 115 am Haupthebel 114 hält und den Dreharm im angestrebten Sinn bewegt.

Wie aus den Figuren 11, 12, 13 und 14 hervorgeht, weist der Dreharm 115 einander gegenüberliegende öff-

BAD ORIGINAL

nungen 141 und 142 in den Schenkeln 124 und 125 auf, in die ein Zapfen 143 mittels Sprengringen lösbar eingesetzt werden kann. Eine den Zapfen durchsetzende Gewindebohrung 146 verläuft senkrecht zur Längsachse der Nut 123, so daß in das Gewinde 146 im Zapfen 143 der Gewindeschaft 147 einer Schraube 148 einführbar ist.

Die Schraube 148 ist nur in einem bestimmten Abschnitt

mit einem Gewinde versehen. Das gewindelose Ende ist bei 10

149 in einer Bohrung 150 verdrehbar gelagert. Diese Bohrung 150 durchsetzt den innenliegenden Teil 151 eines sphärisch geformten Lagers 152 dessen Außenseite 153 fest mit einer Lagergehäuseaufnahme 154 verbunden ist, die im überstehenden Teil 118 des Haupthebels 114 vorgesehen

ist.

An der Schraube 148 ist ein flacher Bund 155 ausgebildet, der an der nach innen gerichteten Fläche des Kalottenlagers 153 angreift, während ein.Abstandsstück 159 definierter Abmaße vorgesehen ist, damit ein Griff 160 am außenliegenden freien Ende der Schraube 146 befestigbar ist, so daß die Schraube 148 in montiertem Zustand gehalten ist und trotzdem frei drehbar bleibt.

Bei normalem Betrieb werden Griff 160 und Schraube 148 derart verdreht, daß der Haupthebel 114 und der Dreharm 115 mit ihren Längsachsen im wesentlichen parallel bzw. koaxial zueinander gehalten werden und auf diese Weise OQ einen in gleicher Richtung wirkenden einzigen Sekundärhebel bilden, der sich um den Drehstift 128 dreht, so daß die am Hebelende 116 ankommenden Signal über das Steuergestänge 110 an den Ventilschaft d 104 übertragen werden, der mit dem Ende 136 des Dreharms 115 verbunden ist.

Das Steuergestänge 110 arbeitet also im wesentlichen gleich wie bekannte Steuergestänge, mit denen Steuer-

BAD ORIGINAL

Signale an den Ventilschaft dos Einlaßventils 102 übertragen werden.

Wirkungsweise

Bei dieser Ausführungsform wird über das Steuergestänge 110 das Einlaßventil 102 nach dem Auslösen des Sicherheitsventils in seine Schließstellung bewegt, sobald ]0 der Griff 160 gedreht wird. Hierbei wird die Schraube 148 soverdreht, daß sich der Dreharm 115 in bezug auf den Haupthebel 114 so weit verschiebt, bis Ventilschaft und Ven.til 102 in die in Figur 15 gezeigte Schließstellung übergeführt sind.

Befindet sich das Einlaßventil in seiner Schließstellung, strömt der in der Zuleitung 103 a zwischen Einlaßventil 102 und Sicherheitsventil eingeschlossene Dampf durch das Sicherheitsventil ab, so daß die auf das Sicherheitsventil wirkenden Auslösekräfte verringert werden, das nunmehr von Hand verhältnismäßig leicht in seine geöffnete Stellung bringbar ist.

Beim'Start der Turbine aus dem Stillstand kann die Schraube über den Griff 160 langsam verdreht werden, so daß mäßig Dampf durch die Einlaßleitung zur Turbine strömt, wodurch diese fortschreitend auf ihre Betriebsdrehzahl gebracht wird, bei der die Signale wieder vom Regler an das Steuergestänge 110 gehen, das jetzt derart festgelegt ist, daß Dreharm 115 und Haupthebel 114 wieder im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind, wie dies für den normalen Betrieb erforderlich ist.

^OJ Diese Ausführungsform der Erfindung kann in bestehenden Turbinenanlagen nachträglich eingebaut werden, indem der Lagerbügel und das Steuergestänge in zuvor beschriebener Weise gegen das bisherige Steuergestänge ausge-

tauscht werden.

Selbstverständlich können die zuvor beschriebenen Ausführung sformen der erfindungsgemäßen Einrichtung im Sinne der Erfindung abgewandelt werden, ohne daß der in den Ansprüchen definierte Schutzumfang verlassen wird.

Claims

Case 4352 ■ Edison International, Inc. Rolling Meadows, Illinois, V. St.A. Steuergestänge für Turbinenregler zum Schutz gegen ein Überdrehen des Turbinenläufers Patentansprüche

1. Steuergestänge zur Kopplung eines Reglers an den Ventilschaft eines vom Regler gesteuerten Steuerventils und zum manuellen Schließen und öffnen des Steuerventils, gekennzeichnet durch einen Lagerbock (43, 44, 111), einen mit einem Ende am Regler angeschlossenen Haupthebel (11, 114), einen mit dem Haupthebel an dessen vom Regler abgewandten Ende verbundenen Dreharm (12, 115), wobei Haupthebel (11, 114) und Dreharm (12, 115) drehbar mit dem Lagerbock verbunden sind, und der Ventilschaft (23, 104) des Ventils (21, 102) zwecks Verschiebung mit dem Haupthebel (11, 114) und dem Dreharm (12, 115) verbunden ist, und durch Antriebsmittel (40, 50) zur Bewegung des Dreharms (12, 115) in bezug auf den Haupthebel (11, 114) zwecks Uberführeung des vom Regler angesteuerten Ventils (2) von der Offenin die Schließstellung und umgekehrt.

.■.^:"^:..^:.:·.. 323S977

2. Steuergestänge zur Kopplung eines Reglers an den Ventilschaft eines vom Regler gesteuerten Steuerventils und zum manuellen Schließen und Öffnen des Steuerventils, gekennzeichnet durch einen mit einem Ende am Regler angeschlossenen Haupthebel (11, 114), einem mit dem Haupthebel (11, 114) an dessen vom Regler abgewandten Ende verbundenen Dreharm (12, 115), wobei der Ventilschaft (23, 103) des Ventils (2) zwecks Verschiebung mit dem Haupthebel (11, 114) in Wirkverbindung steht, und durch eine handbetätigbare Schwenkvorrichtung (40, 111), die mit dem Dreharm (12, 115) an dessen von der Drehverbindung mit dem Haupthebel (20, 136) abgewandten Ende (38, 128) verbunden ist, und durch Antriebsmittel (50, 140), die mit dem Dreharm (12, 115) zwecks Bewegung in bezug auf den Haupthebel (11, 114) verbunden sind, derart, daß das vom Regler gesteuerte Steuerventil (2) aus seiner Offenin seine Schließstellung und umgekehrt überführbar ist.

3. Steuergestänge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Handbetätigungsvorrichtung (50, 140) ein verdrehbar angeordnetes Schraubelement (53, 147) aufweist, dessen eines Ende mit dem Dreharm (11, 114) und dessen anderes Ende mit einem Griff (61, 160) verbunden ist und daß der bewegliche Ventilschaft (23, 104) und das verdrehbare Schraubelement (53, 147) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

4. Steuergestänge zur Kopplung eines Reglers an den Ventilschaft eines vom Regler gesteuerten Steuerventils und zum manuellen Schließen und Öffnen des Steuerventils, gekennzeichnet durch einen Lagerbock (43, 344, 111).

einen mit einem Ende am Regler angeschlossenen Haupthebel (11, 114), einem mit dem Haupthebel an dessen vom Regler abgewandten Ende verbundenen Dreharm (12, 115), wobei der Ventilschaft (23, 104) des Ventils (2)

:::·::.- ι 9 T PQ

■■-- vj L. ·~> <~> O I I

-3-

zwecks Verschiebung mit dem Haupthebul (11, 114) verbunden ist, und durch eine handbetät.Lgbare Schwenkvorrichtung (40, 111), die am Lagerbock (43, 44, 111) angeordnet und mit dem Dreharm (12, 115) an dessen von der Drehverbindung (20) mit dem Haupthebel abgewandten Ende verbunden ist, und handbetätigbare Antriebsmittel (50, 140) mit einem mit dem Dreharm (12, 115) in Wirkverbindung stehenden Schraubelement (53, 147) zwecks Bewegung des Dreharms in bezug auf dan Haupthebel (11,

114) zum überführen des Steuerventils (2) aus seiner Offen- in seine Schließstellung und umgekehrt.

5. Steuergestänge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Drehachsen (38, 128) im Lagerbock (4 3, 44, 111) den Drehpunkt (19) ergeben und der mit dem Haupthebel verbundene Dreharm (12, 115) um die Drehachse (38, 128) eine definierte kreisbogenförmige

__n Bewegung ausführt, daß das Schraubelement (53, 147) an dem handbetätigbaren Antriebsmittel (50, 140) am Lagerbock verdrehbar zwecks Unterstützung der kreisbogenförmigen Bewegung des Dreharms (12, 115) angeordent ist.

6. Steuergestänge zur Kopplung eines Reglers an den Ventilschaft eines vom Regler gesteuerten Steuerventils und zum manuellen Schließen und öffnen des Steuerventils, gekennzeichnet durch einen Lagerbock (43, 44, 111)

einen mit einem Ende am Regler angeschlossenen Haupthebel (11, 114) einem mit dem Haupthebel an dessen vom Regler abgewandte Ende und dem Lagerbock (43, 44, 111) verbundenen Dreharm (12, 115) zwecks Bildung eines Sekundärhebels, wenn Haupthebel (11, 114) und Dreharm (12, 115) koaxial zueinander verlaufen, wobei der Dreharm (12, 115) mit dem Ventilschaft (23, 104) des Ventils (2) an dem vom Anlenkungspunkt am Lagerbock (43, 44, 111) abgewandten Ende verdrehbar verbunden ist,

BAD ORiGSMAL

und durch handbetätigbare Antriebsmittel (50, 140), die zwischen dem Haupthebel (11, 114) umd dem Dreharm (12, 115) zwecks Bewegung des Dreharms (12, 115) in bezug auf den Haupthebel (11,114) angreifen und hierdurch das Steuerventil (2) aus seiner Offen- in seine Schließstellung und umgekehrt überführen.

7. Steuergestänge nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß der Dreharm (12, 115) mit dem Lagerbock (43, 44, 111) in einer die kreisbogenförmige Bewegung des Dreharms um den Drehpunkt (38, 128) zulassenden Weise verbunden ist, daß das handbetätigbare Antriebsmittel (50, 140) ein Schraubelement (53,

^5 147) aufweist, das mit dem Dreharm (12, 115) in einer dessen kreisbogenförmige Bewegung zulassenden Weise verbunden ist, und daß ein Griff (61, 160) an dem Schraubelement (53, 147) an dessen vom Dreharm abgewandten Ende vorgesehen ist.

8. Steuergestänge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreharm (12) im Vergleich zum Haupthebel (11, 114) kürzer bemessen ist, und daß die definierte Bewegung des Dreharms für das Schließen und Öffnen des Steuerventils ausreicht.

9. Turbine mit einem Regler und einem mit diesem über

ein Steuergestänge verbundenes Steuerventil und einem

dem Steuerventil in Ansteuerrichtung nachgeschalteten Sicherheitsventil, wobei das Steuergestänge mit dem Steuerventil zum allmählichen Öffnen des Steuerventils zum Wiederanlassen der Turbine nach dem Abschalten oder Stillstand in Wirkverbindung steht, g ekennzeichnet durch das in einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 gekennnzeichneten Steuergestänge.s.