DE482617C

DE482617C - Device for starting and stopping water turbines

Info

Publication number: DE482617C
Application number: DEG73979D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-07-28
Filing date: 1928-08-04
Publication date: 1929-09-17

Description

Einrichtung zum Anlassen und Abstellen von Wasserturbinen-Namentlich bei bedienungslosen Wasserkraftanlagen ist es von Wichtigkeit, die Inbetriebsetzung so neinfach wie möglich zu gestalten. Dazu gehört vor allem, daß die Auslösung der einzelnen, bei der Inbetriebsetzung aufeinanderfolgenden Vorgänge ohne verwikkelte Schaltungen erfolgen kann. In sehr vielen Fällen wird bei der Inbetriebsetzung zuerst ein den Wasserzutritt zur Turbine beherrschendes Hauptabsperrorgan durch die Unterspannungsetzung eines Magneten geöffnet, worauf ein zweiter, am Turbinenregler angebrachter Magnet oder Elektromotor Spannung erhält und im Sinne des öffnens der Turbine wirkt; -es sind somit in diesen Fällen für die Inbetriebsetzung zwei elek-\ Irische Organe notwendig, die in bestimmter zeitlicher Abhängigkeit voneinander zu wirken haben.Device for starting and stopping water turbines - by name In the case of unattended hydropower plants, it is important to start up to be as simple as possible. This includes, above all, that the triggering of the individual processes that follow one another during commissioning without any confusing Circuits can be made. In very many cases, the first step during commissioning a main shut-off device controlling the water access to the turbine due to the undervoltage of a magnet, whereupon a second magnet attached to the turbine governor or electric motor receives voltage and acts to open the turbine; -it there are therefore two electrical organs for commissioning in these cases necessary, which have to act in a certain temporal dependence on each other.

Vorliegende Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zum Anlassen und Abstellen von Wasserturbinen mit einem Hauptabsperrorgan und einem Geschwindigkeitsregler, welche den bekannten Ausführungen gegenüber wesentlich einfaoher ausfällt. Diese Einrichtung weist nach der Erfindung eine Vorrichtung auf, welche beim Öffnen oder Schließen des Hauptabsperrorgans den Geschwindigkeitsregler veranlaßt, selbsttätig das gleichzeitige Öffnen bzw. Schließen der Turbine zu bewirken, Dabei können Mittel vorgesehen sein, welche die Zeit, innerhalb welcher das selbsttätige Öffnen bzw. Schließen der Turbine bewirkt wird, nach Erfordernis einzustellen gestatten.The present invention now relates to a device for starting and Shutting down water turbines with a main shut-off device and a speed regulator, which turns out to be much simpler compared to the known versions. These Device has according to the invention a device which when opening or Closing the main shut-off device causes the speed controller to operate automatically to cause the turbine to open and close at the same time, means be provided, which is the time within which the automatic opening or Closing the turbine is effected to allow adjustment as required.

Bei Turbinen mit von einem hydraulischen Servomotor betätigtem Hauptabsperrorgan kann die Vorrichtung, welche das Öffnen bzw. Schließen der Turbine durch den Regler_ veranlaßt, einen auf das Gestänge des letzeren einwirkenden hydraulischen Servomotor aufweisen, der durch das Steuerorgan des Servomotors des Hauptabsperrorgans- gesteuert wird.In the case of turbines with a main shut-off device operated by a hydraulic servomotor can the device that opens or closes the turbine by the controller_ causes a hydraulic servomotor acting on the linkage of the latter have, which is controlled by the control element of the servomotor of the main shut-off element will.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Erfindung. In derselben bedeutet i eine Spiralturbine, welche das Wasser aus einer Rohrleitung a erhält. Zwischen Turbine i und Rohrleitung z ist als Hauptabsperrorgan ein Absperrschieber 3 vorgesehen, welcher von einem hydraulischen Servomotor mit Kolben d. betätigt wird. Die Regelung der Turbine i erfolgt unter Vermittlung eines Gestänges q.o durch einen hydraulischen Servomotor, der einen in einem Zylinder 41 gleitenden Kolben 5 aufweist. Die Steuerung des Druckes in den Räumen 6 und 7 zu beiden Seiten des Kolbens 5 erfolgt durch einen Steuerschieber 8, der in einem Gehäuse 42 beweglich ist.- Das Gehäuse 42 erhält das zum Bewegen des Servomotorkolbens 5 dienende Druckmittel aus einer Leitung 9a, welcher ihrerseits Druckmittel aus einer Leitung 9 zufließt. Aus dem Steuerschiebergehäuse 42 fließt das verbrauchte Druckmittel durch eine Leitung io wieder ab. Durch Leitungen ii und 12 ist das Innere des Gehäuses 42 in bekannter Weise mit den beiden Räumen 6 und 7 zu beiden Seiten des Servomotorkolbens 5 verbunden. Die Spindel 13 des Steuerschiebers 8 ist durch eine Feder 43 kraftschlüssig mit einem Steuerhebel 14 verbunden, der von einem Fliiehkraftnegler 15* bewegt wird. Auf einen oberen Federteller 16 drückt in der dargestellten Lage der verschiedenen Teile, welche der geschlossenen Stellung des Hauptabsperrorgans 3 'entspricht, ein Nocken. 17 eines Hebels 18 und verhindert dadurch das Hochstellen des Steuerschiebers B. Das linke Ende i9 des Hebels 18 ist durch eine Stange 20 mit dem vom Servomotorkolben 5 betätigten Regelungsgestänge 4o der Turbine verbunden, während das rechte Ende 21 mit der Kolbenstange 22 eines Nebenservomotors 44 mit Differentialkolben 23 gelenkig verbunden ist. Ein Raum 24 dieses Nebenservomotors 44 steht über eine Leitung 9b mit der Druckleitung 9 in Verbindung, während ein Raum 25 unter dem Kolben 23 durch eine Leitung 26 mit dem Raum 27 unter dem Servornotorkolben 4 des Hauptabsperrorgans 3 in Verbindung steht. Herrscht im Raume 27 Druck, so stellt sich der gleiche Druck im Raum 25 ein.The drawing shows an exemplary embodiment of a device according to the invention. In the same i means a spiral turbine, which the water receives from a pipe a. Between turbine i and pipeline z is the main shut-off device a gate valve 3 is provided, which by a hydraulic servomotor with Piston d. is operated. The regulation of the turbine i takes place with the mediation of a Linkage q.o by a hydraulic servo motor, one in a cylinder 41 sliding Has piston 5. Controlling the pressure in the Spaces 6 and 7 on both sides of the piston 5 are carried out by a control slide 8, which is movable in a housing 42. The housing 42 receives that to move of the servomotor piston 5 serving pressure medium from a line 9a, which in turn Pressure medium flows in from a line 9. Flows out of the spool valve housing 42 the used pressure medium through a line io again. Through lines ii and 12 is the interior of the housing 42 in a known manner with the two spaces 6 and 7 connected on both sides of the servomotor piston 5. The spindle 13 of the control slide 8 is positively connected by a spring 43 to a control lever 14, the is moved by a centrifugal regulator 15 *. Presses on an upper spring plate 16 in the illustrated position of the various parts, which of the closed position of the main shut-off element 3 'corresponds to a cam. 17 of a lever 18 and prevented thereby raising the control slide B. The left end i9 of the lever 18 is by a rod 20 with the control linkage actuated by the servomotor piston 5 4o of the turbine connected, while the right end 21 with the piston rod 22 of a The auxiliary servomotor 44 is articulated to the differential piston 23. A room 24 this auxiliary servomotor 44 is connected to the pressure line 9 via a line 9b Connection, while a space 25 under the piston 23 through a line 26 with the Space 27 under the servomotor piston 4 of the main shut-off element 3 is in communication. If there is pressure in room 27, the same pressure is established in room 25.

Der Druck in den beiden Räumen 27 und 28 unter und über dem Servomotorkolben 4 des 2@bsperrschiebers 3 wird durch ein Steuerventil 45 mit Kolben 29 in bekannter Weise gesteuert. Dieses Ventil 45 erhält das erforderliche Druckmittel aus der Leitung 9 durch eine Verbindungsleitung 9c; das verbrauchte Druckmittel fließt durch eine Leitung 3o ab. Die Betätigung des Steuerkolbens 29 erfolgt durch einen Magneten 31, dessen Keim. mit dein Kolben 29 durch eine Stange 32 starr verbunden ist.The pressure in the two spaces 27 and 28 below and above the servomotor piston 4 of the 2 @ bsperrschieber 3 is known by a control valve 45 with piston 29 Way controlled. This valve 45 receives the required pressure medium from the line 9 through a connecting line 9c; the used pressure medium flows through a Line 3o off. The control piston 29 is actuated by a magnet 31, the germ of which. is rigidly connected to your piston 29 by a rod 32.

Der Fliehkraftregler 15 zusammen mit den Teilen 14, 13, 8, 11, 12, 5, 40 bildet den Geschwindigkeitsregler der Turbine.The governor 15 together with the parts 14, 13, 8, 11, 12, 5, 40 forms the speed regulator of the turbine.

Die Inbetriebsetzung einer mit vorstehend beschriebener Einrichtung versehenen Wasserturbine für eine bedienungslose Anlage gestaltet sich wie folgt: Durch das Unterspannungsetzen einer nicht gezeigten Leitung zum Hauptwerk erhält der Magnet 31 Strom; dessen Kern wird infolgedessen angehoben und verstellt durch die Stange 32 den Steuerkolben 29 nach oben. Hierdurch werden die Leitungen 9c und 26 einerseits sowie die Leitungen 30 und 33 anderseits miteinander verbunden. Der Raum 27 unter dem Kolben 4 erhält Druck, während der Raum 28 entlastet wird, so daß der Kolben 4 nach oben geht und den Absperrschieber 3 öffnet.The commissioning of a water turbine provided with the above-described device for an unattended system is as follows: By energizing a line (not shown) to the main plant, the magnet 31 receives electricity; its core is raised as a result and adjusted by the rod 32, the control piston 29 upwards. As a result, the lines 9c and 26 on the one hand and the lines 30 and 33 on the other hand are connected to one another. The space 27 under the piston 4 receives pressure, while the space 28 is relieved, so that the piston 4 goes up and the gate valve 3 opens.

Gleichzeitig ist durch die Leitung 26 der Raum 25 unter dem Kolben 23 unter Druck gesetzt worden.; die von unten auf den Kolben 25 wirkende Kraft überwindet den durch den Druck im Raum 24 von oben auf diesen Kolben ausgeübten Widerstand, und der Kolben 23 geht infolgedessenebenfalls in, die Höhe. Er nimmt dabei das rechte Ende des Hebels i 8 nach oben mit, so daB der Nocken 17 ;dem Anschlag 16 sowie dem Steuerscbleb@er 8 den Weg nasch oben freigibt. Dadurch wird der Servomotorkolben 5 in bekannter Weise gesteuert und die Turbine i geöffnet. Bei Erreichung der normalen Turbinengeschwindigkeit greift dann der auf den Steuerhebel 14 einwirkende Fliehkraftregler 15 in bekannter Weise ein. Der Nocken 17 steht dann so, daß eine volle Öffnung der Turbine i möglich ist, so daß also der Fliehkraftregler 15 den Servomotor 5 auf seinem vollen Hub beherrscht.At the same time, the space 25 under the piston 23 has been pressurized through the line 26 .; the force acting on the piston 25 from below overcomes the resistance exerted on this piston from above by the pressure in the space 24, and the piston 23 consequently also rises. It takes on the right end of the lever 8 upwards with i, so that the cam 1 7; the stop 16 and the Steuerscbleb he @ 8 the way nasch frees up. As a result, the servomotor piston 5 is controlled in a known manner and the turbine i is opened. When the normal turbine speed is reached, the centrifugal governor 15 acting on the control lever 14 then intervenes in a known manner. The cam 17 is then so that a full opening of the turbine i is possible, so that the centrifugal governor 15 controls the servo motor 5 on its full stroke.

Beim Abstellen der Turbine vollzieht sich sinngemäß der umgekehrte Vorgang. Durch das Ausschalten des Magneten 31 geht der Steuerkolben 29 unter dem Einfluß des Kerngewichtes des Magneten-nach unten, der Absperrschieber-3 wird geschlossen, und der Dif, ferentialkolben 23 geht, da der. Raum 25 mit der Ablaufleitung 30 verbunden wird, unter dem Einfluß des konstanten Druckes im Raum 24 nach unten und stellt infolgedessen vermittels des Hebels 18 :den Steuerkolben 8 nach unten, was das vollständige Schließen der Turbine i bedingt.When the turbine is switched off, the reverse process takes place. By switching off the magnet 31, the control piston 29 goes down under the influence of the core weight of the magnet, the gate valve 3 is closed, and the differential piston 23 goes because the. Space 25 is connected to the drain line 30 , under the influence of the constant pressure in space 24 downwards and consequently by means of the lever 18: the control piston 8 downwards, which causes the complete closing of the turbine i.

Durch die Einschaltung von Drosselventilen 34 und 35 in die Zuleitung zum Nebenservomotor 44 kann bewirkt werden, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das Öffnen oder Schließen der Turbine i erfolgt, nach Erfordernis eingestellt werden kann. Auch die Bewegung des Kolbens 4 des Absperrschiebers 3 kann durch Drosselventile 36 und 37, welche in die Leitung 26 bzw.-33 eingeschaltet sind, nach Erfordernis verlangsamt oder beschleunigt werden. Es ist daher möglich, die öffnungs- und Schließbewegungen von Hauptabsperrorgan 3 und Turbine i derart gegeneinander abzustimmen, daß in der Rohrleitung 2 -zur Turbine i keine unzulässigen Druckschwankungen entstehen. Zweckmäßig wird die Einstellung so erfolgen, daß die Turbine i beim Schließen etwas vor dem Absperrschieber 3 ganz zu ist.By switching on throttle valves 34 and 35 in the feed line to the auxiliary servo motor 44 , the speed at which the turbine i is opened or closed can be adjusted as required. The movement of the piston 4 of the gate valve 3 can also be slowed down or accelerated as required by throttle valves 36 and 37, which are switched on in the line 26 or -33. It is therefore possible to coordinate the opening and closing movements of the main shut-off element 3 and turbine i in such a way that no impermissible pressure fluctuations occur in the pipeline 2 to the turbine i. The setting is expediently made so that the turbine i is completely closed when closing somewhat in front of the gate valve 3.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Device for starting and stopping water turbines with a main shut-off device and a speed regulator, especially for unattended ones Hydroelectric power plants, characterized by a device which, when opening or Closing the main shut-off device causes the speed controller to operate automatically to effect the simultaneous opening and closing of the turbine. a. Facility according to claim i, characterized by means which the time within which the opening or closing of the turbine is effected, allow to adjust. 3. Establishment according to claim i for turbines with hydraulic servomotor actuated Hauptabsperrorgan, characterized in that the device which the opening or closing the turbine caused by the controller, _ein on the linkage of the has the latter acting hydraulic servomotor, which is controlled by the control member the servomotor of the main shut-off device is controlled.