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Sicherungseinrichtung an Entnahmedampfkraftmaschinen, insbesondere
Dampfturbinen Die Entnahmeleitung von Anzapfmaschinen rüstet man mit einem Rückschlagventil
aus, das ein Rückströmen von Dampf oder Flüssigkeit in die Turbine verhindern soll.
Das lediglich auf den Druckunterschied ansprechende Rückschlagventil ist jedoch
nicht unbedingt betriebssicher, so daß man Zusatzteuerungen vorgeschlagen hat. Man
kann z. B. den Druck im Entnahmestutzen oder den Druck hinter dem Regelventil der
Turbine auf einen Taktgeber einwirken lassen, der z. B. über ein hydraulisches Übertragungsgestänge
ein Schließen des Rückschlagventiles herbeiführt. ' Da jedoch diese Zusatzsteuerungen
von einer Größe abhängig sind, die ihrerseits wieder eine vorangehende Änderung
eines Betriebszustandes zur Voraussetzung hat, so kann der Impuls mit zu großer
Verzögerung wirken und infolgedessen unter Umständen das zu späte Schließen des
Rückschlagventiles nicht verhindern. Zweckmäßiger ist es, die Zusatzsteuerung des
Rückschlagventiles von einem Regler, z. B. dem Leistungsregler der Turbine, abhängig
zu machen, der die Änderung einer Zustandsgröße sofort anzeigt. So ist z. B. vorgeschlagen
worden, mit der Druckölsteuerung des Einlaßventiles einer Anzapfturbine eine zweite
Druckölsteuerung zu verbinden, die dem Rückschlagv entil zugeordnet ist, in der
Weise, daß beim Absinken des Öldruckes nicht nur das Einlaßventil', sondern gleichzeitig
auch das Rückschlagventil weiter geschlossen wird. ;ach einem anderen Vorschlag
wird ebenfalls die Druckölsteuerung des Einlaßventiles zur Steuerung des Rückschlagventiles
verwendet, jedoch nicht unmittelbar, sondern zur Steuerung eines Vorv entiles, das
zu einem Unterdruckraum führt und dadurch den Druckunterschied des Rückschlagventiles
vergrößert.
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Bei allen bisherigen Vorschlägen ist die auf das Rückschlagventil
wirkende zusätzliche Schließkraft verhältnismäßig klein, denn in den zu verwendenden
Federn kann selbstverständlich nur eine geringe Energie aufgespeichert werden. Da
nun derartige Sicherheitsvorrichtungen nur in Sonderfällen in Betrieb treten, die
durch große Zeiträume getrennt sein können, so ist die Gefahr einer unbemerkten
Störung groß. Es kann z. B. durch Schmutzansatz eine so starke Erhöhung des Ventilwiderstandes
eintreten, daß die Feder überhaupt nicht mehr zu einer Ventilbewegung in der Lage
ist.
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Um die Betriebssicherheit zu schaffen, die man von einer derartigen
Sicherheitsvorrichtung verlangen muß, beaufschlagt gemäß der
Erfindung
eine Hilfssteuerung mit Steuerkolben, die vom Leistungsregler unmittelbar eingestellt
wird, bei einer bestimmten geringsten Belastung der Kraftmaschine den Kraftkolben
des Ventiles mit Drucköl. Bei dieser Einrichtung kann man durch entsprechende Wahl
des Kraftkolbens und des Öl-
druckes so große Kräfte bereitstellen, daß im
Augenblick des Ansprechens der Vorrichtung eine etwa eingetretene Erhöhung des Bewegungswiderstandes
des Ventiles wirkungslos bleibt. Der Impuls für die Beaufschlagung des Kraftkolbens
des Rückschlagventiles mit Drucköl wird zweckmäßig vom Leistungsregler abgenommen.
Bei Turbinen, die mit Düsenregelung arbeiten, kann man die Zusatzsteuerung mit der
Reglerwelle der D;isensteuerung oder mit der Rückführwelle kuppeln.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann weiter vervollkommnet werden.
Es sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen zur Steuerung des Rückschlagventiles
in der Entnahmeleitung der Wasserstand in einem Vorwärmer benutzt wird. Man rüstet
diesen Vorwärmer mit einem Schwimmer aus, der bei Erreichen einer bestimmten Stellung
das Ventil in derEntnahrneleitung schließt. Solche Schwimmregelungen arbeiten aber,
da sie nicht augenblicklich ansprechen, verhältnismäßig unsicher und bieten vielfach
keine genügende Gewähr dafür, daß das Ventil tatsächlich so dicht schließt, daß
ein Rückströmen von Wasser in die Turbine unter allen Umständen verhindert wird.
Man kann die Einrichtung gemäß der Erfindung durch ein weiteres Glied vervollkommnen,
das zwar ebenfalls wie bisher durch den Wasserstand im Vorwärmer gesteuert wird,
aber unmittelbar auf das Rückschlagventil in der Entnahmeleitung einwirkt, und zwar
über eine Hilfskraft, die ein sicheres Schließen des V entiles bei Erreichen eines
bestimmten Wasserstandes im Vorwärmer gewährleistet. Diese Steuerung läßt sich übrigens
auch dann verwenden, wenn das leistungsabhängige Steuerglied fehlt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein durch Druckunterschied
gesteuertes Ventil in der Entnahmeleitung mit den beiden eben beschriebenen Zusatzsteuerungen
ist in der Abbildung dargestellt.
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Das Ventil selbst ist mit i, sein Teller mit 2 bezeichnet. Die wirksamen
Flächen des Ventiltellers 2 sind ungleich groß, da durch die Spindel 3 des Ventils
ein Teil der Oberfläche des Tellers 2 in Anspruch genommen wird. Infolgedessen wird
auf das Ventil eine Kraft ausgeübt, die, wenn der Druck vor dem Ventil gleich oder
größer ist als hinter dem Ventil, ein Öffnen bewirkt. Kehrt sich das Druckverhältnis
um, d. h. wird der Druck vor dem Ventil geringer als hinter dem Ventil, so bewirkt
die jetzt entstehende Kraft ein Schließen.
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Außer dieser Steuerung, die in Abhängigkeit von dem auf das Ventil
lastenden Druckunterschied arbeitet, sind die beiden Zusatzregler q. und 5 vorgesehen.
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Es sei zunächst der Regler q. erläutert. Dieser dient dazu, in Abhängigkeit
von der Belastung der Turbine das Ventil 1, 2 zu schließen, wenn die Belastung unter
einen bestimmten Wert absinkt, einen Wert, bei dein der Druck in der Entnahmeleitung
so gering ist, daß ein Rückströmen zu befürchten wäre. Das Steuerorgan q. besteht
im wesentlichen aus einem Steuerschieber 6, der 'über ein Hebelwerk 7, 8 mit einer
Welle 9_ der Düsenregelung, z. B. der Rückführwelle, gekuppelt ist. Der Steuerschieber
6 ist zunächst in eine Lage nach oben verschoben zu denken, bei welcher der Ring
io zwischen den Steuerbohrungen ii und 12 der-Steuerhülse 13 liegt. Das zur Steuerung
dienende Öl wird durch den Stutzen 14 zugeführt und wird durch den Stutzen 15 abgeführt.
Nimmt der Steuerschieber 6 die gestrichelt gezeichnete Lage ein, so sind die Bohrungen
12 vom Strom des Drucköles abgeschaltet. Dieses kann zwar in den Raum 16 eintreten,
aber nicht in die Leitung 17 gelangen. Die Leitung 17 steht mit dein Raum 18 oberhalb
des Kolben i g in Verbindung, der durch eine Feder 2o belastet ist. Der Kolben ig
ist zunächst in seiner oberen Lage- zu denken.
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Verringert sich jetzt die Belastung der Turbine so weit, daß die Ringfläche
io die Steuerschlitze 12 freigibt, so kann Drucköl über die Bohrungen 11, 12 in
den Raum 28 gelangen und dann von dort über die Bohrungen 29 in der Hülse 3o zur
Leitung 31 abströmen. Der auf den Kolben i9 ausgeübte Öldruck führt zu einer Abwärtsbewegung
des Ventiles 2 und damit zu seinem Schließen.
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Während die eben beschriebene Steuerung .i zum Schließen des Ventiles
bei stark verringerter Belastung der Turbine führt, tritt die Steuerung 5 in Tätigkeit,
wenn infolge Bruches eines Vorwärmerrohres der Wasserdruck plötzlich erhöht wird.
Der Regler des Steuerorganes 5 besteht im wesentlichen wieder aus einem Steuerschieber
32, der an seinem oberen Ende einen Kolben 21 trägt. Der Raum 22 oberhalb dieses
Kolbens ist an eine Druckwasserleitung 23 angeschlossen, -welche bei Erreichen eines
bestimmten Wasserstandes im Vorwärmer z. B. durch einen Schwimmer geöffnet wird.
Zur Gegenbelastung des Kolbens 21 des Steuerschiebers 32 dient eine Feder 2q.. Wird
der Kolben 21 abwärts bewegt, so gibt die steuernde Fläche
25 des
Steuerschiebers 32 die Bohrungen 29 frei. Jetzt kann Drucköl über die Bohrungen
11, 26 und 29 und über die Leitung 31 nach dem Raum 18 oberhalb des Kolbens i9 abströmen
und das Ventile schließen.
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Die beiden Steuerglieder. und 5 arbeiten völlig getrennt voneinander,
d.li. das Ventile wird sowohl geschlossen, wenn die Belastung der Maschine sich
stark verringert, als auch, wenn derWasserstand sich unzulässig erhöht. Unabhängig
von diesen beiden Faktoren kann das Ventil auch schließen, wenn die auf ihni lastende
Kraft sich umkehrt, d.li. der Druck hinter dem Ventil um einen bestimmten Betrag
rößer wird als der Druck vor dein Ventil.' Die Anwendung der Erfindung ist nicht
auf Entnahmeturbinen beschränkt, sondern umfaßt auch Kolbenmaschinen.