DE573798C - Regel- und UEberlastungseinrichtung fuer Dampf- oder Gasturbinen - Google Patents

Description

Zur Regelung von Dampf- oder Gasturbinen genügt ein einziges Regelglied nur dann, wenn die Regelung ausschließlich durch Drosselung des Arbeitsmittels vorgenommen wird und wenn außerdem die Möglichkeit einer Überlastung der Maschine nicht vorgesehen ist. In den sonstigen Fällen sind mehrere Regelglieder vorhanden, die in ihrer Bewegung hintereinandergeschaltet sind. Wenn dabei die Anordnung so getroffen ist, daß das zuerst öffnende Regelglied von der Hauptdampfmenge durchströmt wird, daß also das Treibmittel an die übrigen Regelglieder erst herankommen kann, wenn das erste Regelglied bereits teilweise geöffnet hat, so ist die Gefahr einer unzulässigen Drehzahlsteigerung der Maschine nur dann beseitigt, wenn das zuerst öffnende Regelglied dicht abzuschließen vermag.
Ein einfacher Aufbau einer Regelanordnung mit einer Mehrzahl von Regelgliedern, von denen das erste die gesamte Dampfmenge beherrscht, ergibt sich nach einem bekannten Vorschlag dadurch, daß man die nacheinander öffnenden Abschlußglieder auf einer Spindel und in einem Gehäuse unterbringt. Dabei ist das erste Regelglied, das die Dampfmenge beherrscht, ein Doppelsitzventil, das bekanntlich infolge seiner Ausbildung von einseitig wirkenden Kräften im wesentlichen entlastet ist. Da man für die Einstellung der Regelglieder nur einen einzigen Kraftkolben benötigt, so ergibt sich hierdurch ein gedrungener und einfacher Aufbau. Diesem Vorschlag haftet aber der Mangel der ungenügenden Betriebssicherheit an. Doppelsitzventile schließen selbst bei bester Herstellung bei hohen Drücken und hohen Temperaturen niemals völlig dicht, da der feste und der bewegliche Teil des Doppelsitzventils im warmen Zustande verschiedene Abmessungen annehmen. Die unvermeidliche Undichtheit derartiger Ventile bedeutet eine Gefährdung der Maschine, da die Leckdampfmengen bei geringer Maschinenbelastung zu einem Durchgehen der Maschine führen können.

Bei der Erfindung wird von dem bekannten Aufbau einer Ventilsteuerung, die eben erläutert wurde, ausgegeangen, wobei jedoch eine Abänderung in der Weise getroffen wird, daß selbst bei hohen Drücken und Temperaturen keine Undichtheiten auftreten können, die Anlaß zu den erwähnten Betriebsschwierigkeiten bieten könnten. Erreicht wird dies gemäß der Erfindung dadurch, daß wenigstens das zuerst öffnende, den Durchtritt des gesamten Arbeitsmittels beherrschende Regelglied als Einsitzventil mit Entlastungskolben ausgebildet ist. Die übrigen Regelglieder können als Schieber, Kolbenventile oder ebenfalls als Einsitzventile ausgebildet werden. Im letzteren Falle ist nur das zuerst öffnende Regelglied fest mit der Spindel verbunden, während die übrigen Einsitzventile von der Spindel mitgenommen werden, wenn das erste Ventil schon einen bestimmten Hub durchlaufen hat. Der Entlastungskolben hat bei dieser Anordnung nicht nur die Aufgabe, das Einsitzventil, das den gesamten Treibmitteldurchnuß beherrscht, zu entlasten, sondern er dient gleichzeitig zur Entlastung der übrigen

Ventile, falls auf diese infolge ihrer Bauart nicht ausgeglichene Kraft einwirkt.

Der Entlastungskolben ist einerseits dem Frischdampfdruck ausgesetzt, andererseits an diejenige oder eine darauffolgende Entspannungsstufe der Maschine angeschlossen, der das Treibmittel durch das zuletzt öffnende Einsitzventil zuströmt. Ist also nur das zuerst öffnende Ventil als Einsitzventil ausgebildet, während für die >° übrigen Organe entlastete Schieber verwendet werden, so ist der Kolben. einerseits an den Frischdampfraum, andererseits an den Raum hinter dem Einsitzventil angeschlossen. Die hintereinandergeschalteten Ventile können sowohl für Düsenregelung als auch für Überlastung oder auch z. T. für die eine, z. T. für die andere Aufgabe verwendet werden. Beispielsweise kann das erste Ventil auf einen Düsensatz der ersten Stufe arbeiten, der der Halblast der- Maschine entspricht. Das nächste Organ kann auf einen weiteren Düsensatz der gleichen Stufe arbeiten, so daß die nunmehr einströmende Dampfmenge für Vollast ausreicht. Ein drittes Organ kann an eine spätere Stufe angeschlossen sein, so daß der dieses Organ durchströmende Dampf die ersten Stufen umgeht, wobei dieses Organ als Überlastungsorgan wirkt. Dadurch, daß die Organe auf der gleichen Spindel sitzen, ergeben sich für eine Mehrzahl von Organen einfachste Antriebseinrichtungen, nämlich die Antriebseinrichtung für ein einziges Organ. Gleichzeitig wird eine Mehrzahl von Ventilkörpern ersetzt durch einen einzigen zylindrischen Körper, außerdem ist die Entlastung für eine Anzahl von Abschlußorganen zurückgeführt auf einen einzigen Entlastungskolben.

Abb. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem nur das zuerst öffnende Ventil α als Einsitzventil ausgebildet ist. Es läßt in geöffnetem Zustande den bei δ eintretenden Frischdampf in die Schaufelgruppe eintreten, die bei c angeschlossen ist. Der Zufluß zu den bei d und e angeschlossenen Schaufelgruppen wird durch den Schieber f beherrscht. Die Schlitze in den +5 Büchsen g¹ und g² sind dabei derart angeordnet, daß die Dampfströmung bei d erst beginnt, wenn zwischen b und c nur geringer Druckunterschied herrscht. Die Dampfströmung bei e beginnt erst, wenn der Druckausgleich bei d erheblich gestiegen ist. Der Entlastungskolben h wird von den gleichen Drücken beaufschlagt wie das Ventil a, nämlich von den Drücken in den Räumen δ und c. Er wird so bemessen, daß ein kleiner Schließdruck übrigbleibt, der von der Hilfskraftmaschine i zu überwinden ist. Damit dieser Schließdruck auch bei vollständiger

Öffnung des Ventils, verbunden mit Druckausgleich zwischen δ und c, erhalten bleibt, wird die Ventilspindel k an ihrem unterenDurchtrittw mit größeren Durchmessern ausgeführt als an der oberen Abdichtung.

In Abb. 2 ist der schieberartige Abschluß der Beaufschlagungen ä und 0 durch einen kolbenartigen ersetzt. Infolgedessen lastet nicht nur auf dem Einsitzventil α ein Überdruck, sondern nach Öffnen von «auch auf den ringförmigen Erweiterungen f der Spindel k. Der Überdruck wandert bei Öffnen des Ventils von α nach f¹ und von f¹ nach f². Die Verbindung η des oberen Raumes des Kolbens h hat in diesem Falle nicht nach dem hinter dem Ventil α liegenden Raum c, sondern nach dem hinter dem zuletzt öffnenden Organ f ² liegenden Raum β zu erfolgen. Für den Fall, daß der bei kleinen Hüben des Ventils α auftretende Widerstand gegen das Offnen zu große Werte annimmt, kann das Hilfsventil 0 in das Ventil α eingebaut werden.

In Abb. 3 ist eine Ausführungsform wiedergegeben, bei der nicht nur das Ventil a, sondern auch die Ventile f¹ und f ² als Einsitzventile ausgebildet sind. In diesem Falle sind die Ventile f¹ und f^% nicht fest mit der Spindel verbunden. Ventil f¹ wird nach geringer Öffnung des Ventils α von der Spindel mitgenommen, beginnt aber mit dem Dampfeintritt erst bei größerem Hub des Ventils a, nämlich bei geringem Druckunterschied zwischen den Räumen δ und c. Die Ausbildung der Drosselansätze p und φ¹ der Ventile f¹ und f ² erfolgt dementsprechend.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Regel- und Überlastungseinrichtung für Dampf- oder Gasturbinen, bei der mehrere nacheinander öffnende Abschlußorgane auf einer Spindel und in einem Gehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das zuerst öffnende, den Durchtritt des gesamten Durchflußmittels beherrschende Organ als Einsitzventil mit Entlastungskolben ausgebildet ist.

2. Regel- und Überlastungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Ventilspindel der Einlaßorgane einen einzigen Entlastungskolben trägt, wobei die Abmessungen des Kolbens, die Drücke auf die Kolbenflächen und die Durchmesser der Ventilspindel so gewählt sind, daß das Durchflußmittel in allen Ventil-Stellungen, einschließlich der Offenstellung, einen mäßigen Schließdruck erzeugt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen