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Einrichtung zur Regelung des Lade- und Entladeorganes von Dampfspeichern
bei Maschinenanlagen mit Abdampfverwertung. Die Regelung der Ladung und Entladung
von Dampfspeichern bei Dampfmaschinenanlagen erfolgt bei den bisher gebräuchlichen
Einrichtungen unter der Einwirkung verschiedener Regler unabhängig voneinander.
Diese Regelungsart ergibt den Nachteil, daß zeitweise der Fall eintritt, daß die
zwangläufig gesteuerten Reglerorgane, welche bewirken sollen, daß der Dampfsammler
geladen und entladen wird, beide gleichzeitig offen sind. Dies führt dazu, daß Dampf
von höherer Spannung auf Dampf von tieferer Spannung gebracht wird, der weder zur
Ladung noch zur Entladung des Dampfsammlers beiträgt, da nur die Differenz beider
durch diese Ventile gehenden. Dampfmengen gespeichert wird oder zur Entladung kommt.
Dies ist natürlich Anlaß zu Verlusten, welche vermieden bzw. vermindert würden,
wenn diese Dampfmengen im Niederdruckteil der Dampfmaschine zur Arbeitsleistung
herangezogen würden.
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Diese Nachteile der bekannten Einrichtungen werden gemäß der Erfindung
dadurch vermieden, daß die Ladung und Entladung von Dampfspeichern bei Maschinenanlagen
mit Abdampfverwertung derart in Abhängig keit von der Stellung einer Regelungsvorrichtung
erfolgt, daß das (oder mehrere) die Ladung herbeiführende Ladeventil geöffnet und
das (oder mehrere) die Entladung herbeiführende Ventil geschlossen bleibt und umgekehrt.
Dies kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß beispielsweise die beiden
zwangläufig gesteuerten Ventile, welche die Ladung und Entladung vermitteln, durch
ein gemeinsames Gestänge gesteuert werden, an welchem der eine oder andere Regler
angreift. Dasselbe kann auch durch zwei gegeneinander abgestimmte, unter Einwirkung
desselben Druckes arbeitende Druckregler, die diese Ventile beeinflussen, erreicht
werden. In Abb. I ist der Erfindlungsgegenstand in Anwendung bei einer Anzapfgegendruckmaschine
veranschaulicht. Abb. 2 unterscheidet sich insofern von der Anordnung gemäß A.bb.
I, als hier eine Anzapfung von Dampf aus einer Stufe höheren Druckes nur zu Speicherzwecken,
nicht aber zu Heiz- oder Kochzwecken vorgenommen wird. In Abu. 4 ist die Steuerung
des Zu- und Abflusses eines zwischen einer Gegendruck- und einer Anzapfturbine bzw.
zwischen den Heizleitungen einer Turbine mit zwei Anzapfungen vorgesehenen Dampfspeichers
in Abhängigkeit von einem Gegendruck- und einem Kesseldruckregler dargestellt. Abb.
3 zeigt eine Anzapfgegendruckmaschine, bei welcher der Zu- und Abfluß des Dampfspeichers
in Abhängigkeit von der Stromabgabe der zugehörigen Turbodynamo an ein Netz erfolgt.
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In dem Ausführunigsbeispiel gemäß Abb. I ist das Ladeventil a mit
dem Entladeventil b eines zwischen die Heizleitung c und d einer Anzapfgegendruckturbine
geschalteten Dampfspeichers e .durch ein gemeinsames Gestänge f miteinander verbunden
und wird von einem von demn Dampf der Gegendruckleitung beaufschlagten Druckregler
g gesteuert (Abb. I bis 3). Wie bereits erwähnt, kann die Steuerun:g :dieser -beiden
Ventile auch in Abhängigkeit vom Kesseldruck oder auch abhängig vom Heizdruck und
Kesseldruck erfolgen. Die Anwendung dieser Steuerung kann bei Maschinenanlagen mit
Abdampfverwertung sowohl mit als auch ohne Kondensationsbetrieb in vorteilhafter
Weise Verwendung finden, wobei hei Anlagen ohne Kondensationsbetrieb der Auspuff
auf ein 'Mindestmaß 11cr_;li eserzt und bei solchen mit Kondensatioasbetrieb eine
Gleiehhaltunig des Kesseldruckes erreicht wird. Sinkt der Kesseldarnpfbedarf, so
steigt der Druck an den @'erbrauchsstellcn lyzw. im
Kessel. Der
Druckregler öffnet alsdann das Einlaßorgan zum Dampfspeicher, so daß der Unterschied
zwischen. dern sinkenden Dampfbedarf und der gleichbleibenden Kesseldampfmenge von
gern Dampfsammler aufgenommen wird, während bei steigendem Bedarf, also sinkendem
Druck in den Verbrauchsstellen bzw. sinkendem Kesseldruck, die fehlende Dampfmenge
für die Verbrauchsstellen aus dem Dampfspeicher entnommen wird.
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Die Regelung der Heizdampfspannungen und der Leistung erfolgt ganz
unabhängig von der des Dampfsammlers genau so, als wenn der Dampfsammler während
der Ladung ein neuer Dampfverbraucher, während der Entladung jedoch eine zugeschaltete
neue Dampfquelle wäre.
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Bei der in Abb. z dargestellten Anordnung findet der Dampfsammler
bei einer Anzapfgegendruckturbine Verwendung, bei welcher der Anzapfdampf lediglich
zur Ladung des Dampfsammlers dient. Diese Anordnung hat den bisher üblichengegenüber,
bei welchen die gesamte Frischdampfmenge durch den Dampfspeicher hindurchgeht und
folglich abgedrosselt wird, den Vorteil, daß nur die Dampfmengen, .welche den Ausgleich
zwischen Dampfbedarf und Leistungsbedarf vollziehen sollen, durch den Dampfsammnler
hindurchgesohickt wenden. Stimmen bei dieser Anordnung Dampfbedarf und Leistungsbedarf
überein, so läuft die Maschine alt reine Gegendruckmaschine, und der Dampfsammler
ist ausgeschaltet. Ist der Dampfbedarf größer, so wird durch den sinkenden Gegendruck
der Dampfsammler an dass Verbrauchsdampfnetz angeschlossen. Bei kleinerem Dampfbedarf
wird durch den steigenden Gegendruck das Auslaßventil des Dampfspeichers geschlossen
und durch Öffnung des Einlaßventils die Ladung des Dampfspeichers aus der Anzapfstelle
eingeleitet. Ein Anzapfregler und Geschwindigkeitsregler der Turbine veranlassen,
daß bei gleichbleibendem Entnahmedampfdruck die Hauptlast auf den Hochdruckteil
der Turbine verlegt wird und der Niederdruckteil die gewünschte kleinere Dampfmenge
erhält.
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Der Anschluß von Gegendruckturbinen an einfremdes Netz macht bei stark
schwankendem Heizdampfbedarf dadurch Schwierigkeiten, daß die vom Heizdampf erzeugte
Leistung ebenfalls Schwankungen unterworfen ist, so daß, besonders wenn außerdem
noch die im eigenen Werk verbrauchte Leistung sich ändert, der an das fremde Netz
abgegebene oder der von diesem aufgenommene Strom starke Schwan rkungen erleidet.
Gemäß der Erfindung wird nun durch die neuartige Anwendung des Dampfsammlers eine
gleichbleibende Leistungsabgabe an daes fremde Netz dadurch erreicht, daß zu Zeiten,
wo infolge erhöhten Dampfbedarfs in den Verbrauchsstellen bei Nichtverwendung eines
Dampfspeichers die durch die Anzapfgegendruckturbine entwickelte Leistung das gewünschte
Maß überschreiten würde, im vorliegenden Falle ein Teil des Kochdampfes aus einem
Dampfsammler entnommen wird, wodurch die aus dem Heizdampf erzeugte Leistung auf
der gewünschten Höhe gehalten wird. Sinkt der Dampfbedarf der Verbrauchsstellen,
so wird der Dampfspeicher geladen, und die Dampfmenge, mit welcher derselbe geladen
wird, erzeugt dann den Rest der Leistung. Die Regelung erfolgt gemäß der Erfindung
dadurch, daß an Stelle eines Gegendruckreglers für den Dampfsammler ein Regler tritt,
welcher in Abhängigkeit von dem an das Netzabgegebenen Strom die Ladung und Entladung
des Dampfsammlers veranlaßt. Zu diesem Zweck kann ein Solenoid i verwendet werden,
welches vom Strom, der an das Netz abgegeben wird, oder einer Stromabzweigung desselben
durchflossen wird. Durch Einschaltung von Widerständen bzw. Verschiebung der Reglerstange
kann die Einstellung einer gewünschten Leistung erfolgen, deren Größe sich nach
der Ladung des Dampfspeichers oder den Betriebsverhältnissen des fremden Netzes
richten würde.
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Gemäß Abb. q4 ist eine Regelungsvorrichtung bei einer aus einer Gegendruck
und Anzapfturbine bzw. einer Anzapfturbine mit zwei A nzapfstellen bestehenden Anlage
veranschaulicht, bei welcher die Wechselventile a und b das Dampfspeichers durch
ein Verbindungsgestänge wechselweise von dem Kesseldruckregler h und, dem Gegendruckregler
g beeinflußt werden. Dies wird dadurch erreicht, daßunter Anwendung von Anschlägen
L der Übergang von einem Betrieb ohne Kondensation zu einem solchen mit Kondensation
selbsttäig erfolgt. Hierzu sind noch die in den Heizleitungen vorgesehenen Druckminderventile
in, n erforderlich, welche jeweils in Abhängigkeit des Druckes, gegen welchen sie
arbeiten, gesteuert werden. Während des ger@ngsten Dampfbedarfs ist das Druckminderventil
in gegebenenfalls in Verbindung mit -dem Druckminderventil ya in Tätigkeit und ;
drosselt :die gebrauchten Dampfmengen 'ab, so .d,aß nur so viel Dampf durch die
Turbine hindurchgeht und dort Arbeit leistet, als dem Leistungsbedarf entspricht.
Während dieser Zeit wird der Dampfspeicher aufgeladen und dient dazu, die .Kesselspannung
gleichbleibend zu erhalten. Der Gegendrucikregler der Damp:fspeichersteuerung ist
so eingestellt, daß er sich .in, :seiner tiefsten Lage befindet bei Drücken, in
.denen des .Druckminderventil arbeitet. Diese- tiefste Lage ist durch einen Anschlag
festgelegt. Der Kesseldruckregler
.kann alsdann seine Aufgabe innerhalb
einer gewissen Druckveränderung vollkommen erfüllen. Steigt die Leistung, so werden
zunächst die Druckminderventile geschlossen, und die durch den Geschwindigkeitsreglerhervorgerufene
Steigerung der Niederdruckldampfmenge wird eine Steigerung des Gegendruckes hervorrufen,
wodurch der Gegendruckregler der Dampfspeichersteuerung angehoben wird. Der Kesseldruckregler
versucht nun die Stellung der Damnpfspeicherventile beizubehalten, so daß dlas Verbindungsgestänge
um den festbleibenden Endpunkt der Reglerstange dreht, was zur Folge hat, daß ,der
Kesseldruckregler allmählich in seine tiefste Stellung kommt. In dieser Lage wird
der Dampfspeicher allein vom Gegendruckregler gesteuert. Wird der Gegendruckregler
durch einen zweiten Anschlag in seiner Bewegung nach oben hin begrenzt, so wird
bei gefülltem Dampfspeicher durch einen entsprechend eingestellten Druckregler die
Eröffnung eines in den Kondensator bzw. ins Freie abblasenden Ventils, falls kein
Kondensationsbetrieb vorhanden, erfolgen.
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Diese wechselweise Benutzung des Dampfspeichers ermöglicht erst seine
volle Ausnutzung. Ist z. B. der Leistungsbedarf längere Zeit kleiner als die vom
Heizdampf erzeughare Leistung, so wird der Speicher bald entleert sein und unbenutzt
dastehen, währenddem er zum Ausgleich der Kesseldampfmengenbenutzt werdn könnte.
Ist aber der Leistungsbedarf viel kleiner als die erzeugbare Leistung, so wird der
Speicher zweckmäßig zum Ausgleich der Kesseldampfmenge verwendet. Ist nun aber zeitweise
die vom Heizdampf erzeugte Leistung zu klein, was bei schwankendem ' Dampfbedanf
öfters auftreten kann, so müßte Auspuff- oder Kondensationsbetrieb enfolgen, wenn
nicht diese Zeit über der Speicher zum Ausgleich der Leistung verwendet wird. Diese
volle Ausnutzung der Eigenschaften des Speichers kann aber nur bei automatischem
Übergang aus den einen Betrieb in den anderen zweckmäßig erfolgen.
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Es kann mitunter von Vorteil sein, in dem Kessel, besonders wenn er
einen großen Wasserraum besitzt, einen gewissen Unterschied des Betriebsdruckes
zuzulassen und ihn zur Übernahme eines Teils der Speicherung heranzuziehen. Dies
kann dadurch erreicht werden, daß zwischen der Stellung de°r Ventile a, b für Laden
und Eetladen des Dampfspeichers e ein toter Gang eingeschaltet ist. Diesem toten
Gang entspricht ein bestimmter Unterschied des Kesseldruokes, der bei Einstellbarkeit
des toten Ganges (z. B. durch Nockenverdrehung) ätuf glas gewünschte iMlaß gebracht
werden kann.
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Diese Regelungsarten finden auch überall da Anwendung, wo zwischen
Turbine und Dampfspeicher, der mit zwei Anschlußstutzen versehen ist, nur eine einzige
Verbindungsleitung geschaltet wird, wobei durch an den Anschlußstutzen des Dampfspeichers
befindliche Rüickschlagventile diese Leitung zeitweise zum Laden und zum Entladen
des Speichers gebraucht wird. Die beiden Regelventile der beschriebenen Steuerung
werden dann direkt miteinander verbunden und hieran die Verbindungsleitung zum Speicher
angeschlossen.