DE413076C - Einrichtung zur Regelung einer Hochdruck- und nachgeschalteten Niederdruckturbine - Google Patents

Description

Soll in einem Betriebe auf Höchstdruckdampf übergegangen werden, so kann der vorhandenen Turbine eine Gegendruckturbine vorgeschaltet werden, die die Dampfspannung vom Höchstdruck auf die für die vorhandene Turbine vorgesehene Dampfspannung herunter verarbeitet. Jede Turbine treibt dann eineu besonderen Generator an, und diese Generatoren arbeiten auf ein gemeinsames

ίο Netz. Infolge der ungleichen Verteilung der verfügbaren Wärmegefälle auf die beiden Turbinen ergeben sich dabei jedoch ungleiche Leistungen und dementsprechend ungleiche Generatoren. Der Generator der Nieder-

3-5 druckturbine ist normalerweise viel größer als der der Vorschaltturbine. Bekommt nun diese allein eine Dampfregelung, wird also die Regelung der Niederdruckturbine abgebaut, so ist infolge der ungleichen Massen,-verteilung die Möglichkeit gegeben, daß bei abnehmender Belastung der große Generator die Last auf den kleinen abwirft, der dann übermäßig belastet wird und dessen Wickelungen zerstört werden können. Bleibt anderseits die Regelung der Niederdruckturbine bestehen, dann muß die Hochdruckregelung vermittels eines Druckreglers in bekannter Weise abhängig vom Überströmdruck von der Hoch- zur Niederdruckturbine belastet oder entlastet werden. In diesem Falle tritt aber dadurch, daß der Druck am Dampf austritt der Vorschaltturbine oder am Dampfeintritt in die Niederdruckturbine auf dem Höchstmaß für die Niederdruckturbine gehalten werden muß, bei geringerer Belastung als Vollast Drosselung in der Steuerung der Niederdruckturbine ein, was unwirtschaftlich ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, alle diese Nachteile zu vermeiden. Sie besteht darin, daß ein Differentialdruckregler, von dessen Druckfläche η die kleinere unter dem Drucke des Abdampfes der Hochdruckturbine, die größere unter dem Dampfdruck hinter dem Regelventil der Niederdruckturbine steht, das Einlaßorgan der Hochdruckturbine so verstellt, daß die Spannungsunterschiede vor und hinter dem vom Geschwindigkeitsregler beeinflußten Regelventil der Niederdruckturbine bei Teilbelastungen mögliehst klein werden.

In der Zeichnung ist in Abb. 1 eine Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt.

An der vorhandenen Niederdruckturbine / mit dem großen Generator g bleibt die normale Drosselregelung insofern ohne Änderung bestehen, als das Regelventil e durch den Geschwindigkeitsregler m und den Hilfsmotor/ abhängig von der Belastung eingestellt wird. Die Vorschaltturbine b, die den kleinen Generator c antreibt, erhält gleichfalls einen Geschwindigkeitsregler A, der aber nur beim Anlaufen, Parallelschalten und Abschalten wirksam wird und durch den Hilfsmotor k das Regelventil α steuert. Während des Parallelbetriebes wird das Regelorgan a mit Hilfe des. Hilfsmotors k lediglich durch einen Differentialdruckregler i bekannter Ausführung verstellt. Dieser ist einerseits durch die Dampfleitung ti an die Ab dampfleitung d der Vorschaltturbine b, und anderseits durch die Dampfleitung 0 an die Leitung q zwischen der Niederdruckturbine / und deren Regelventil e angeschlossen. Die Feder _p des Druckreglers i ist so ausgemittelt, daß der Druckunterschied vor und hinter dem Regelventil e bei höherer Belastung kleiner und bei kleinerer Belastung größer wird.

Angenommen, die vorhandene Turbine f, die beim Umbau der Anlage als, Niederdruck-(Nachsehalt-) Turbine laufen soll, sei mit einer gewöhnlichen Drosselregelung ausgerüstet, die den Druck in der Leitung d entsprechend dem Kesseldampfdruck nahezu gleich erhält, so daß in dem Diagramm (Abb. 2) die Linie 1 bei Alleinbetrieb der vorhandenen Turbine wagerecht verläuft. Die Turbine mußte dann so bemessen sein, daß bei Volllast nur ein geringer Spannungsabfall vor und hinter dem Regelventil e eintrat und bei Teilbelastungen das Regelventil e so weit

geschlossen wurde, daß ein Druckunterschied vor und hinter dem Regelventil e entsprechend Linie 3 der Abb. 2 entstand.

Würde man einer derartigen Turbine eine Hochdruckturbine vorschalten, dann hätte man bei Teilbelastungen dauernd den Span- ^! nungsabfall im Regelventil e entsprechend j dem Unterschiede der Drucklinien 1 und 3 nach Abb. 2, also dauernd Energieverlust. j

Wird aber die Vorschaltturbine b so aufgestellt, wie in der Abb. 1 gezeichnet, und ' der Druckregler / durch die Leitungen η j und ό angeschlossen, dann, ergibt sich folgender Regelvorgang:

Angenommen, Vorschaltturbine b gibt so viel Dampf ab, daß die nachgeschaltete Turbine/ voll belastet ist, also nach Abb. 2 Vollast darstellt, dann muß der Druckregler / durch _: entsprechende Wahl der Kolbendurchmesser und d'er Feder ρ so bemessen sein, daiß der Spannungsunterschied zwischen den Leitungen d und q den im Diagramm (Abb. 2) angegebenen Druckunterschied zwischen den Kurven 1, 2 und 3 darstellt. Sinkt nun plötzlieh die Last von Vollast auf Halblast, so steigt die Drehzahl, und der Regler m schließt mittels Hilfsmotor Z das Ventil e. Dadurch steigt der Druck in den Leitungen d und n, während der Druck in den Leitungen q und ο auf den Druck sinkt, der dem Schnittpunkt der Linie 3 in Abb. 2 mit der Halblastlinie oder -ordinate entspricht. Infolge dieses Ansteigens des Druckes in der Leitung η und gleichzeitigen Sinkens des Druckes in der Leitung ο wird der Kolben des Druckreglers / in eine höhere Lage gebracht und dadurch mit Hilfe des Hilfsmotorkolbens k das Frischdampfventil α der Vorschaltturbine unter Überwindung des Geschwindigkeitsreglers h entsprechend geschlossen. Durch die Vorschaltturbine strömt nun weniger Dampf, so daß der Druck in den Leitungen d und η sinkt. Infolge dieses Sinkens des Druckes vor dem Ventil e strömt nun aber weniger Dampf durch die Turbine / und der Geschwindigkeitsregler m muß das Ventil e entsprechend mehr anheben, wodurch wieder der Druck in den Leitungen ti und d in geringem Maße sinkt. Dieses Spiel wird sich so lange wiederholen., bis der Druckregler in die Lage zu stehen kommt, in der der Druck in den Leitungen d und η den bei Halblast nach Abb. 2, Kurve 2, gewünschten Druck erreicht hat. Vorausgesetzt ist dabei, daß der Kegel des Regelventils e beim Umbau vorhandener Anlagen gegen einen neuen mit entsprechend anderen Regelkonen ausgewechselt wird.

Aber nicht nur, wenn die Niederdruckturbine mit Drosselregelung ausgestattet war, entsteht ohne Anwendung der vorliegenden Erfindung zufolge Drosselung des Dampfes im Regelventil e bei Teilbelastungen ein Druck-, also Energieverlust. Auch bei Vorhandensein einer Düsenregelung bei der Niederdruckturbine gestaltet sich der Betrieb Unwirtschaftlich, indem bei Teilbelastungen infolge der Abschaltung einzelner Düsen der Niederdruckturbine / der Druck in der Leitung q dem Druck in der Leitung d gleich oder nahezu gleich gehalten werden kann, wodurch bei abnehmender Leistung der Niederdruckturbine / das Gefälle für die erste Stufe erheblich wächst. Daraus ergeben sich große Strahlablenkung und schlechter Wirkungsgrad in der ersten Stufe. Außerdem entstehen noch weitere Verluste durch Radreibung und Ventilation, weil zufolge des nahezu gleichbleibenden Druckes, in der Leitung d die Niederdruckräder der Vorschaltturbine b bei abnehmender Dampf menge leer mitlaufen.

Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung entfallen diese Nachteile dadurch, daß der Druck in der Leitung d entsprechend der Abnahme der Dampfmenge ebenfalls sinkt, so daß einerseits das Gefälle für die erste Stufe der Nachschaltturbine / nur unwesentlich vergrößert wird, die Stufe also mit hohem Wirkungsgrad arbeitet, anderseits für die Vorschaltturbine b zufolge des Absinkens des Druckes in der Leitung d eine Gefällevergrößerung hervorgerufen wird, so daß die Niederdruckräder der Turbine b auch bei Teilbelastungen mit nur etwas verringertem Gefälle, also gleichfalls hohem Wirkungsgrad., arbeiten.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Einrichtung zur Regelung einer Hochdruck- und nachgeschalteten Niederdruckturbine mit getrennten Generatoren, die auf dasselbe Netz arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differentialdruckr regler (/), von dessen Druckflächen die kleinere unter dem Drucke des Abdampfes der Hochidruckturbine (c), die größere unter dem Dampfdruck hinter dem Regelventil (e) der Niederdruckturbine (/) steht, das Einlaßorgan der Hochdruckturbine so verstellt, daß die Spannungsunterschiede vor und hinter dem, vom Geschwindigkeitsregler (m) beeinflußten Regelventil (e) der Niederdruckturbine (/) bei Teilbelastungen möglichst klein werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.