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Auf gleichbleibende Drehzahl und gleichbleibenden Entnahmedruck regelnde
Vorrichtung für Entnahmedampfturbinen Es ist bekannt, bei Entnahmedampfturbinen
die Bewegungen der Überström- oder Entnahmeventile und des Haupteinlaßventils der
Turbine so voneinander abhängig zu machen, daß bei Veränderung der Entnahmemenge
an einer Stelle der ,Turbine deren sämtliche Ventile gleichzeitig in die dem neugeschaffenen
Beaufschlagungsverhältnis entsprechende Stellung gebracht werden. Bei einer Zweifachentnahmeturbine
wird z. B. bei größerem Dampfbedarf im Netz der ersten Entnahme das Überströmventil
vom Hochdruck- in den Mitteldruckteil der Turbine in schließendem Sinne bewegt.
Darüber hinaus wird aber der Übertritt vom Mitteldruck- in den Niederdruckteil mehr
gedrosselt und gleichzeitig der Dampfeintritt in den Hochdruckteil stärker freigegeben,
und zwar ohne daß der Druck an der zweiten Entnahmestelle oder die Drehzahl der
Turbine vorgängig eine Abweichung erfährt. In ähnlicher Weise stellt der Regler
bei gesteigertem Bedarf an der zweiten Entnahmestelle erhöhten Dampfzutritt zum
Hochdruckteile und vermehrte Eröffnung der Überströmung in den Mitteldruckteil bei
gleichzeitig vermindertem Durchgangsquerschnitt vom Mitteldruck- zum Niederdruckteil
ein. Infolge einer Entlastung an der Welle der Turbine machen hingegen die Überströmventile
die Schließbewegung des Einlaßventils am Hochdruckende der Turbine teilweise mit.
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Zur baulichen Lösung dieser Verkuppelung sämtlicher Steuerorgane einer
solchen Entnahmeturbine sind schon Hebelgestänge verwendet worden, die aber einen
umständlichen Aufbau ergeben.
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Es ist auch bekannt, einen Ölstrom, welcher Hilfsmaschinen (Kraftkolben)
des Einlaßventil_s oder der Überströmventile der Entnahmeturbine der Reihe nach
durchfließt, zwischen den Hilfsmaschinen abhängig von der Drehzahl und den herrschenden
Entnahmedrücken zu drosseln. Regler, die auf dieser Bauart beruhen, zeichnen sich
durch große Einfachheit aus, bringen aber nur geringes Stellvermögen auf und neigen,
wenn nicht verhältnismäßig große Ölmengen in Umlauf versetzt werden, gerne zu schleppenden
Regelvorgängen. Da ferner bei diesen Reglern Ventileröffnung und Öldrücke eindeutig
zugeordnet sind, ist es oft nötig, beim Abstimmen der Entnahme aufeinander die Ventilkegel
nachzudrehen, was nicht ohne umständlichen Ausbau derselben möglich ist.
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Um nun eine einfache, auf gleichbleibende Drehzahl und gleichbleibenden
Entnahmedruck regelnde Vorrichtung mit genügender
Verstellkraft
für Entnahmedampfturbinen zu schaffen, bei denen das Einlaßventil und mindestens
ein Überströmventil, die je von einer ölgesteuerten- Hilfsmaschine eingestellt werden,
in Wirkungsverbindung stehen, drosseln gemäß vorliegender Erfindung vom Einlaßventil
oder von den Überströmventilen beeinflußte Hilfsventile einen in einer Leitung fließenden
Hilfsstrom, wobei der vor den einzelnen Hilfsventilen herrschende Druck auf Regler
einwirkt, welche die Hilfsmaschinen des Einlaßv entils oder der Überströmventile
steuern.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise in Verbindung
mit einer Zweifachdampfentnahmeturbine schematisch veranschaulicht. In dieser Zeichnung
bezeichnet i einen Frischdampfstutzen, während 2 und 3 die Stutzen der ersten und
zweiten Dampfentnahme und 4 den zum Kondensator der Turbine führenden Abdarnpfstutzen
bezeichnen. 51 stellt daher den Hochdruck-, 52 den ;Mitteldruck- und 53 den Niederdruckteil
der Turbine dar; 5, 6, 7 sind das Haupteinlaßventil und das erste und zweite Überströmventil
und 8, 9, io die diesen Ventilen zugeordneten, von Federn i i, i2, 13 belasteten
Kolben von Hilfsmaschinen (Kraftkolben). Am oberen Ende von Stangen 56, 57, 58 dieser
Kolben sind Nocken 20, 2i und 2 2 befestigt, die Hilfsventile 17, 18 und i 9 einstellen.
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Ein Hilfsstrom tritt durch eine Blende So vorerst in den Teil 14 einer
Leitung, dann durch das Ventil 17 in den Teil 15 dieser Leitung, um
darauf durch das Ventil i8 in den Teil 16 der Leitung zu treten, worauf er durch
das Ventil 19 bei 55 ins Freie, d. h. in einen nicht gezeigten Ölbehälter
der Turbine abfließt.
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32 ist ein Drehzahlpendel, welches von der Welle il der Turbine angetrieben
wird und bei beispielsweise steigender Drehzahl einen Stift 38 nach rechts verschiebt.
Dieser Stift 38 ragt in die Bahn eines Ölstrahles, welcher aus einer Düse ai austritt
und auf eine Düse 42 auftritt, in welcher er einen Öldruck erzeugt, der den Kolben
8 mehr oder weniger anhebt. Eine spiralig gewundene Röhrenfeder 35 von der Art,
wie sie im Manometerbau verwendet wird, steht über einer Leitung 26 unter dem Einfluß
des Öldruckes -zwischen der Blende So und dem Ventil 17. Sie überträgt die
Wirkung dieses Druckes mittels eines Hebels 47 auf den Reglerstift 38. Eine ähnliche
Röhrenfeder 33 schwenkt abhängig vom Dampfdruck im ersten Entnahmestutzen 2 der
Turbine einen Hebel 48 aus, der mittels eines Stiftes 3q einen aus einer Düse 43
austretenden Ölstrahl beeinflußt. Dieser Ölstrahl trifft je nach der Stellung des
Ablenkstiftes 39 mehr oder weniger auf eine Düse ¢,4 auf und erzeugt in derselben
einen mehr oder weniger großen Öldruck, welcher auf den Kolbeng einwirkt. Eine in
entgegengesetztem Sinne gewundene Röhrenfeder 36 steht über eine Leitung
27 mit dem Leitungsteil 15 in Verbindung, und sie trägt an ihrem inneren
Ende einen Hebel 361, welcher durch eine Schubstange 36= mit dem Hebel 48
gekuppelt ist.
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In Verbindung mit der zweiten Entnahme wiederholen sich genau die
gleichen Glieder, wie sie soeben im Zusammenhang mit der ersten Entnahme beschrieben
worden sind, so daß sich eine Beschreibung erübrigt. Insbesondere entsprechen sich
die durch die folgenden Zahlenpaare bezeichneten Teile: 27 und 28, 33 und 34, 36
und 37, 48 und 49, 39 und 4o.
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Zur Erklärung der Wirkungsweise der beschriebenen Regelungsvorrichtung
genügt es, die verschiedenen möglichen Entlastungsvorgänge zu betrachten, da die
entsprechenden Belastungsvorgänge zu genau umgekehrt verlaufenden Regelungsvorgängen
führen.
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Es kann eintreten: i. eine Entlastung an der Turbinenwelle, 2. eine
Entlastung der ersten Entnahme und 3. eine Entlastung der zweiten Entnahme. Wird
die Turbinenwelle entlastet, so steigt zunächst die Drehzahl an. Der Stift 38 des
Reglers 32 lenkt dann den aus der Düse 41 austretenden Ölstrahl weiter von der Düse
42 ab, so daß der Öldruck in letzterer sinkt. Dies hat zur Folge, daß auch der Kolben
8 sinkt, das Einlaßventil 5 den Dampfzutritt zur Turbine stärker drosselt und der
Nocken 2o das Hilfsventil 17 unter dein Einfluß des auf dieses einwirkenden Öldruckes
in eröffnendem Sinne nach links ausweichen läßt. Da jetzt der Öldruck vor dem Ventil
17 abnimmt, so nimmt auch der nach rechts gerichtete Druck, den die Feder 35 auf
den Stift 38 des Drehzahlpendels 32 ausübt, ab, so daß der Stift 38 zurückgeführt
wird. Gleichzeitig steigt aber infolge des vermehrten Ölaustrittes zu den Leitungsteilen
15 und 16 der Druck in denselben an. Dies hat zur Folge, daß die Röhrenfedern
36, 37 die Stifte 39 und 40 tiefer in die aus den Düsen 43 und 45 austretenden Olstrahle
drängrzn, so daß die Kolben 9 und io sinken und die Überströmventile 6 und 7 sich
ihren Sitzen nähern, ohne daß die Drücke in den Entnahmestutzen 2 und 3 zufolge
des verminderten Dampfzuflusses bei gleichem Abflußquerschnitte zuerst sinken müssen.
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Bei Entlastung der ersten Entnahme, d. h. wenn dem Stutzen 2 der Turbine
weniger Dampf entnommen wird, steigt zunächst der Druck an dieser Stelle etwas an,
worauf die Röhrenfeder 33 den Hebel 48 und den Stift
39 nach rechts
ausschwenkt. Der Kolben 9 hebt demzufolge das Überstromventil6 an, nähert aber auch
das Hilfsventil 18 seinem Sitze, worauf der Öldruck in den Leitungsteilen 15 und
1.1 steigt. Die Röhrenfeder 36 führt dann den Stift 39 gegen seine Ursprungstellung
zurück, während die Röhrenfeder 35 den Stift 38 in den aus der Düse .41 austretenden
Strahl schiebt und so eine Bewegung des Einlaßventils 5 in schließendem Sinne einleitet,
bevor die Drehzahl zufolge der stärkeren Beaufschlagung des Mittel-und Niederdruckteiles
52 und 53 der Turbine ansteigt. Die Bewegung des Hilfsventils 18 in schließendem
Sinne hat aber auch zur Folge, daß der Druck in dem Leitungsteil 16 sinkt, so daß
die Röhrenfeder 37 den Stift 4.o aus dein Strahle tauchen läßt und der Kolben i
o das Überströmventil 7 anhebt, bevor der Druck im Entnahmestutzen 3 zufolge des
stärkeren Dampfzuflusses in den Mitteldruckteil 52 angestiegen ist.
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Wird die -zweite Entnahme entlastet, so steigt zunächst der Druck
im Stutzen 3 der Turbine etwas an, so daß der Stift 4.o mehr aus dem von der Düse
4.5 austretenden Ölstrahl austaucht, was ein Anheben des Kolbens io bedingt, so
daß das Überströmventil 7 den Abfluß des Dampfes aus dein Mitteldruckteil52 in den
Niederdrucktei153 der Turbine stärker freigibt. Gleichzeitig drängt der Nocken 22
das Hilfsventil i 9 gegen seinen Sitz, so daß sich der Öldruck in den Leitungsteilen
16, 15 und 14 erhöht, worauf zunächst die Röhrenfeder 37 den Stift .fo gegen. seine
Ausgangsstellung zurückführt, dann aber auch die Röhrenfeder 35 den Stift 38 tiefer
in den Strahl zwischen den Düsen 4.1 und .12 drängt und so eine Senkung von Kolben
8 und Ventilkegel 5 herbeiführt, und zwar bevor (infolge der vermehrten Beaufschlagung
des Niederdruckteiles 53 der Turbine) die Turbinenwelle beschleunigt worden ist.
Ein Absinken des Druckes im Stutzen 2 der Turbine zufolge Schließens des Einlaßventils
5 wird vermieden, da gleichzeitig die Röhrenfeder 36 den Stift 39 nach links drängt
und ein Schließen des Ventils 6 einleitet.
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Beim Erfindungsgegenstand handelt es sich nicht darum, wie dies im
übrigen bekannt ist, finit Hilfe eines Hilfsflüssigkeitsstromes aus der Bewegung
mehrerer Hilfsmaschinen (Kraftkolben) ohne Gestänge eine Rückführung abzuleiten.
Es wird vielmehr oft zweckmäßig sein, die Nocken 20, 21, 2.: nicht unmittelbar über
den Kraftkolben, sondern an einer leicht zugänglichen Stelle anzuordnen und sie
durch Gestänge mit den Kolbenstangen 56, 57, 58 in Wirkungsverbindung zu bringen.
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Es ist natürlich auch möglich, die Hilfsventile 17, 18, 19 ohne Zwischenschaltung
von Nocken unmittelbar mit den Kolbenstangen 56, 57, 58 zu verbinden. Der Antrieb
über Nocken ermöglicht aber, die Fehler der Eröffnungskurven der Ventile 5, 6, 7
auszugleichen. Die Nocken werden zu diesem Behufe zweckmäßig verstellbar angeordnet.
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Es ist für das Wesen der Erfindung nicht wesentlich, daß die Kolben
8, 9, io durch Ölstrahlstift und Röhrenfedern gesteuert werden.
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Wird ein Teil der Turbine teilweise beaufschlagt und müssen aus diesem
Grunde mehrere nacheinander anhebende Hilfsmaschinen (Kraftkolben) vorgesehen werden,
so lassen sich die Bewegungen der einzelnen Kolbenstangen mittels Hebeln oder durch
Difterentialkegelrädertriebe zu einer Summenbewegung zusammenfassen, welche dann
erst auf einen der -Nocken 2o, 21, 22 oder unmittelbar auf eines der Hilfsventile
17, 18, i9 übertragen wird.