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Verfahren zur Regelung von hintereinandergeschalteten, nur von Hochdruckdampf
betriebenen Normaldruckturbinen mit Vorschaltturbinen Bei Dampfturbinen, die hintereinandergeschaltet
werden und von denen die erste eine Hochdruckturbine ist, welche ihren Dampf an
die zweite mit einem Druck abgibt, wie er bisher als Frischdampfdruck üblich war,
was besonders dann zutrifft, wenn einer bestehenden Kraftanlage eine Hochdruckvorschaltanlage
angegliedert wird, sind an und für sich eine ganze Reihe von Regelungsverfahren
möglich. Oft werden diese so geregelt, daß die Hochdruckturbine mit eigener Regelung
auf das Netz der Normaldruckkessel arbeitet, von welchem aus die Normaldruckturbine
in üblicher Weise für sich wieder geregelt wird. Umgekehrt ist es natürlich auch
möglich, zwei solcher Turbinen in reinem Verbundbetrieb zu betreiben, d. h. nur
die Hochdruckturbine zu regeln, während die Normaldruckturbine ohne jede Regelung
unmittelbar mit dem Dampf der ersteren betrieben wird und nur durch das elektrische
Netz ein Zusammenhang besteht. Es ist im übrigen schon vorgeschlagen worden, bei
Verbindung einer Hochdruck- und Normaldruckturbine den Dampf der Hochdruckturbine
bis zur Vollast der Vorschaltturbine oder der Hochdruckkessel ungesteuert zur Niederdruckturbine
überzuleiten, während bei größeren Belastungen der ganzen Gruppe der notwendige
überlastdampf aus dem Niederdrucknetz unter Gleichhaltung des Druckes vor der Normaldruckturbine
herangezogen wird. Diese Lösung ist wohl richtig und zweckmäßig für Fälle, bei denen
die Hochdruckkessel und die Vorschaltturbine zur normalen Leistung der nachgeschalteten
Normaldruckturbine passen. Allgemein wird dies aber nicht der Fall sein, indem an
und für sich die Belastungsfähigkeit der Hochdruckkessel, die Leistungsfähigkeit
der Vorschaltturbine, wie auch diejenige der Normaldruckturbine ganz verschieden
sein können.
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Die Erfindung bezweckt unter solchen Bedingungen die Hochdruckturbine
und die Normaldruckturbine zu regeln und besteht darin, daß bis zu der Belastung
der Normal- oder Niederdruckturbine, für welche diese den besten Wirkungsgrad aufweist,
der Trenndruck der Belastung entsprechend erhöht oder erniedrigt wird, während dagegen
über dieser wirtschaftlichsten Belastung der Niederdruckturbine der Trenndruck nahezu
unverändert gehalten wird, d. h. eine Regelung in der Weise vorgenommen wird, daß
der dieser wirtschaftlichsten Belastung entsprechende Druck an ihrem Einlaß angenähert
erhalten bleibt. Dies kann bei Gleichdruckturbinen dadurch bewirkt werden, daß von
der fraglichen Belastung an weitere Düsen oder Düsengruppen zugeschaltet werden.
Bei Überdruckturbinen kann die Gleicherhaltung des Einlaßdruckes durch Umgehung
eines Teiles der Beschaufelung in an sich bekannter Weise erreicht werden.
Ohne
eine solche Regelung wird bei überlast der Gegendruck der Hochdruckturbine in solchem
Maße erhöht, daß sie infolge der Abnahme ihres Wärmegefälles mit schlechtem Wirkungsgrad
arbeitet und je länger je mehr einen kleineren Betrag an die wachsende Gesamtleistung
der Doppelgruppe beisteuert, während dagegen die Normaldruckgruppe durch das zunehmende
Gefälle und die wachsende Dampfmenge stark überlastet wird. Dieser Nachteil der
verzerrten Leistungsverteilung ist besoXders in den Fällen, wo Hochdruck- und Niederdruckturbine
je eine eigene Maschine, z. B. einen elektrischen Stromerzeuger, antreiben, groß.
Bei Neuaufstellung beider Gruppen müßte der Stromerzeuger der Normaldruckturbine
unverhältnismäßig groß vorgesehen werden. Oft wird aber, wie erwähnt, die Vorschaltanlage
zu bestehenden Gruppen zugeschaltet, deren Stromerzeuger die zugehörige Überlast
nicht ertragen können. Bei solchen Anlagen kommt zudem als ein weiterer Nachteil
hinzu, daß. die bereits bestehenden Normaldruckturbinen den steigenden Eintrittsdruck
nicht mehr ertragen können. Neben der Vermeidung aller dieser Nachteile durch das
Regelungsverfahren gemäß der Erfindung wird dieses im weiteren dadurch vorteilhaft,
daß die Stopfbüchsen nur für den Trenndruck vorgesehen werden müssen, der der Normalleistung
oder dem Niederdruckdampfdruck entspricht.
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Es wäre ja wohl möglich, die oben beschriebenen Nachteile zu umgehen,
indem der Trenndruck überhaupt tiefer gewählt wird, so daß selbst bei größter Belastung
der Normaldruckturbine der höchstzulässige Druck nicht überschritten wird. Dies
hätte aber den Nachteil, daß ein Teil der Beschauflung der Normaldruckturbine verloren
gegeben werden müßte, während andererseits dire Vorschaltturbine für das entsprechend
größere Gefälle vorzusehen wäre.
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Die Begrenzung des Trenndruckes kaim z. B. in :einfacher Weise dadurch
geschehen, daß die Steuerorgane, die die Hochdruckeinlaßventile steuern, von der
wirtschaftlichsten Belastung ab auch die überlastventile der Normaldruckturbine
beeinflussen. Es. kann aber auch der Druck an irgendeiner Stufe der Turbine benutzt
werden, um bei Erreichen eines bestimmten Druckes an dieser Stelle die übdrlastventile
der Normaldruckturbine zu 'öffnen. Zweckmäßigerweise wird dazu gerade der Trenndruck
selbst benutzt.
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Die Abbildung zeigt beispielsweise diese als eine der Lösungen schematisch.
i ist die Normaldruckturbine, welche durch die Zuleitung a den Abdampf der Vorschaltturbine
erhält. Die Düsengruppen 3 und q. entsprechen der wirtschaftlichsten Belastung,
während die Düsengruppe 5 der Überlast dient. Bis zur wirtschaftlichsten Belastung
sind die Regelventile 6 und 7 der Düsengruppen 3 und q. stets allein geöffnet. Das
Überlastventil8 dagegen für die überlastdüsengruppe 5 soll bis zur wirtschaftlichsten
Belastung geschlossen bleiben und erst öffnen, wenn der Trenndruck der Doppelgruppe
ungefähr den Normaldruck der Niederdruckturbine erreicht. Das Öffnen des Ventils
8 wird nach der Abbildung dadurch erreicht, daß ein Druckregler i i durch das Kölbchen
i z Öl unter den Druckkolben des überlastventils 8 zuströmen läßt. Die Bewegung
des Körbchens wird dadurch erreicht, daß mit Hilfe der Druckleitung i 3 die Membran
i ¢ des Druckreglers infolge des steigenden Trenndruckes nach unten bewegt wird.
Die Beaufschlagung durch die Düsengruppe 5 bleibt somit so lange bestehen, als der
Trenndruck höher sein will, als dem Normaldruck entspricht, d. h. bis die Belastung
der Normaldruckturbine wieder unter die wirtschaftlichste gesunken ist.
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Das Verfahren nach der Erfindung hat weiter den Vorteil, daß. die
Turbine jederzeit auch als Normaldruckturbine mit Normaldruckdampf durch den gleichen
Stutzen a allein oder sogar zusammen mit Dampf der Vorschaltturbine mit Normaldruckdampfzusatz
betrieben werden kann. Letzterer Betrieb ist deswegen immer möglich, weil der Trenndruck
ja nie höher ist als der Normaldruck oder der Druck der Niederdruckkessel.
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Für den Betrieb der Normaldruckturbine allein sind an der normalen
Steuerung dieser Normaldruckturbine die üblichen Steuerorffane notwendig, die sich
aber zugleich in einfacher Weise für das erfindungsgemäße Betriebsverfahren vorsehen
lassen.
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Wie die Abbildung zeigt, ist der Regler i o über die Reglermuffe 9
in üblicher Weise an die gleiche Druckölsteuerung angeschlossen, welche das Überlastventil8
beeinflußt. Läuft die Normaldruckturbine mit Normaldruckdampf allein, so arbeitet
die Regelung in normaler Weise, indem der Regler den Öldruck verändert und entsprechend
der Belastung die Kolben der Düsenventile 6, 7 und 8 in bekannter Weise nacheinander
bewegt. Um dabei das überlastventil8 unmittelbar an die Druckölsteuerung anzuschließen,
wird im Nebenschluß zum Druckregler i i ein Verbindungshalm 15 geöffnet,
der dem Drucköl unter allen Umständen, d. h. auch bei Drücken, die gegebenenfalls
kleiner sind als der normale Trenndruck, einen Weg freigibt.
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Will man diese Turbine wieder mit Abdampf der Hochdruckturbine allein
betreiben, so ist es nur notwendig, die Reglermuffe
9 so weit herunterzuschrauben,
daß dort innerhalb der normalen Drehzahl- oder Fr equenzschwankungen kein Olabfluß.
erfolgt, d. h. der Druck im Ölsystem immer so groß ist, daß er alle Düsenventile
zu heben vermag. Um nun das überlastventil erst bei Belastung oberhalb der Überlast,
d. h. erfindungsgemäß erst durch zu hohen Trenndruck öffnen zu lassen, wird der
Verbindungshähn i 5 geschlossen, so daß das überlastventil nur unter dem Einfluß
des Druckreglers i i steht.