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Regeleinrichtung für Dampfverbrauchsanlagen mit Wärmespeicherung.
Für Dampfverbrauchsanlagen mit Wärmespeicherung sind Regeleinrichtungen bekannt,
die Schwankungen im Dampfverbrauch an irgendeiner Stelle des Systems dadurch ausgleichen,
daß in Abhängigkeit von der Höhe des Kesseldrucks der Niederdruckteil eines Dampfantriebes
z. B. durch ein Ventil gedrosselt wird, dadurch der Hochdruckteil zu einer höheren
Teilnahme an der zu erzeugenden Leistung gezwungen und damit eine stärkere Frischdampfentnahme
erreicht wird.
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Diese Anordnung bringt schwerwiegende Nachteile mit sich. Dampfventile,
die durch Druck gesteuert werden, genügen, abgesehen von der Schwierigkeit ihrer
konstruktiven Ausbildung, weder in ihrer Genauigkeit noch in der Schnelligkeit ihres
Ansprechens den zu stellenden Anforderungen. Die bekannten Anordnungen mit Ventilsteuerung
geben nur die Möglichkeit, an einem einzigen Punkte des ganzen Systems regelnd einzugreifen.
Dadurch wird die Möglichkeit der Beeinflussung der Charakteristik des Regelverfahrens
erheblich beeinträchtigt.
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Bei Anordnungen, bei denen eine Frischdampf- und eine Maschine oder
mehrere Maschinen, die mit niedrigerem Dampfdruck betrieben werden, getrennte, auf
dasselbe Netz arbeitende Generatoren antreiben, können nach der Erfindung die Anteile
der Generatoren an der Netzbelastung in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit
vom Kesseldruck oder dem Druck in der Frischdampfleitung geregelt werden, z. B.
dadurch, daß ein unter diesem Druck stehender Kolben die Erregerstromkreise durch
Schaltung von Widerständen in bekannter Weise verändert. Eine solche Regeleinrichtung
kann bei ihrem geringen Arbeitswiderstand äußerst feinfühlig ausgebildet werden
und gewährt den Vorteil, durch Veränderung der Erregung beider Generatoren, also
durch Eingreifen des regelnden Einflusses an zwei Stellen des Systems. die Charakteristik
des Regelverfahrens in beliebiger Weise einzustellen. Die Zeichnung gibt ein Beispiel
der Erfindung. Von einem Kessel 12 mit der Feuerung i führt eine Frischdampfleitung
2 zu einer Hochdruckturbine 3 und hinter einen unter dem Gegendruck einer Feder
18 stehenden Kolben 14 eines Zylinders ii. Der Dampfzufluß zur Hochdruckturbine
3 wird durch den Fliehkraftregler 13 geregelt. Der Abdampf der Hochdruckturbine
3 wird durch eine Leitung q. je nach der Stellung des von der Niederdruckturbine
7 bewegten Fliehkraftreglers i7 und dem Dampfdruck in der Leitung q. zur Niederdruckturbine
7 und zum Wärmespeicher 5 geleitet. Die Hochdruckturbine 3 treibt einen Generator
6, die Niederdruckturbine 7 einen Generator B. 15 und 16 sind Kocher.
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Mit dem Kolben 14 sind nun Schaltarme ig und 2o so verbunden, daß
sie auf den in der Zeichnung schematisch angedeuteten Kontaktreihen 9 und io bewegt
werden und dadurch in bekannter Weise die Erregung des einen Generators im gleichen
Maße schwächen, wie sie die des andern stärken.
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Die Einrichtung arbeitet so: Steigt der Kesseldruck und damit der
Druck in der Frischdampfleitung 2, so wird der Kolben 14 nach links bewegt. Durch
die elektrischen Regler 9, ig und io, 2o wird dadurch der von der Hochdruckturbine
3 angetriebene Generator 6 stärker, der von der Niederdruckturbine 7 angetriebene
Generator 8 aber schwächer erregt. Infolgedessen öffnet der Fliehkraftregler 13
den Dampfzufluß zur Hochdruckturbine 3 mehr, der Fliehkraftregler 17 aber den Dampfzufluß
zur Niederdruckturbine 7 weniger; da somit wegen der Drosselung des Dampfflusses
durch den Fliehkraftregler 17 nicht so viel Dampf durch die Niederdruckturbine 7
strömen kann, wie durch die Leitung q. aus der Hochdruckturbine 3 austritt, so muß
der Überschuß in den Speicher 5 eintreten, um dort gespeichert zu werden.
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Im umgekehrten Falle - bei stärkerer Erregung des Generators 8 - reicht
der aus der
Hochdruckturbine 3 in die Leitung q. eintretende Dampf
nicht zur Speisung der Niederdruckturbine 7 aus; infolge der dadurch in der Leitung
q. eintretenden Druckverminderung strömt aus dem Wärmespeicher 5 Zusatzdampf durch
die Leitung q. in die Niederdruckturbine.
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Damit die Dampfabgabe des Wärmespeichers in Fällen, in denen betriebsmäßig
in verschiedenen Zeitabschnitten verschiedene Drucke in der Frischdampfleitung 2
gefordert werden, im richtigen Augenblick einsetzt, ist es erforderlich, die Regelvorrichtung
so einzustellen, daß der Wendepunkt zwischen der Dampfaufnahme und -abgabe des Wärmespeichers
in der Höhe des jeweiligen mittleren Dampfdruckes liegt. Die Einstellung kann z.
B. durch Veränderung des auf den Kolben 1¢ wirkenden Federdruckes oder z. B. durch
Verstellung der Kontaktarme 1g, 2o erfolgen.
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Die Empfindlichkeit und damit die durch die Regelvorgänge bedingten
Druckschwankungen in der Frischdampfleitung sind von der Stärke der Beeinflussung
der Generatorbelastungen durch den Dampfdruck abhängig. Je nach der Höhe des mittleren
Betriebsdampfdruckes werden diese Dampfschwankungen verschieden große Bruchteile
des Betriebsdampfdruckes ausmachen. Bei verschiedenen Betriebsdampfdrucken treten
also relativ verschiedene Dampfschwankungen bei gleichen Regelursachen auf. Damit
nun in der Anlage auch bei verschiedenen Betriebsdampfdrucken bei gleichen Regelursachen
verhältnismäßig immer wieder dieselben Dampfschwankungen erreicht werden können,
soll die Stärke der Beeinflussung der Generatorbelastungen durch den Dampfdruck
nach der Erfindung jeweils mit der augenblicklichen Höhe des Dampfdruckes verändert
werden.
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Die in Abhängigkeit vom Dampfdruck bewirkte Regelung stellt für einen
bestimmten Dampfdruck nur ein bestimmtes Verhältnis der Belastungsanteile der Generatoren
her. Daraus folgt, daß bei verschiedenen elektrischen Gesamtbelastungen gleiche
Druckschwankungen in der Frischdampfleitung verschiedene Mehrdampfentnahmen der
Frischdampfturbine bedingen. Laufen z. B. beide Generatoren bei einer Gesamtbelastung
von ioo KW unter gewöhnlichem Dampfdruck mit je 5 o KW und wird durch eine Dampfdrucksteigerung
das Belastungsverhältnis der Generatoren auf q.:6 eingestellt, so bedeutet dies
eine Mehrdampfentnahme von io KW aus der Frischdampfleitung durch die Hochdruckturbine.
Findet die gleiche Druckerhöhung bei einer elektrischen Belastung von Zoo KW statt,
so würde die Hochdruckturbine nach der Regelung i2o KW leisten, also für 2o KW mehr
Dampf entnehmen. Damit die Mehrdampfentna.hme von der jeweiligen elektrischen Belastung
unabhängig bleibt, ist es notwendig, die Stärke der Beeinflussung der Generatorbelastungen
durch den Dampfdruck einstellbar zu machen. Zweckmäßig erfolgt diese Einstellung
selbsttätig in Abhängigkeit von der Summenbelastung beider Generatoren. Es können
z. B. wahlweise in dem Druckzylinder ii Federn verschiedener Stärke zur Wirkung
gebracht werden, oder es kann die Übersetzung in den Gestängen zwischen den Kolben
14 und den elektrischen Reglern verändert werden.
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Es ist selbstverständlich möglich, statt einer Niederdruckmaschine
auch mehrere zu verwenden; ebenso - können unter mannig facherer Druckstufung auch
mehrere Wärmespeicher angeordnet werden. Die Einrichtung kann auch in Verbindung
mit den bekannten Regelungen des Energieflusses in Dampfverbrauchsanlagen mit Wärmespeichern
mit Ventilsteuerungen, wie z. B. Überström- und Druckminderventilen usw., gebaut
werden.