DE631642C - Verbundsteuerung fuer Dampfturbinen - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bestimmte Mängel, die den bekannten Ausführungen von Verbundsteuerungen für Dampfturbinen anhaften, zu beheben. Unter Verbundsteuerungen sollen dabei Regeleinrichtungen verstanden werden, bei denen mehrere Größen in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsbedingungen gleichzeitig beeinflußt werden können. Als Beispiel einer derartigen Steuerung kann die Regelung einer einfachen Anzapfturbine mit Kondensation genannt werden.

In Abb. ι der Zeichnung ist eine Verbündsteuerung für eine solche Turbine beispielsweise dargestellt. Mit 1 ist das Frischdampfnetz bezeichnet, von dem der Frischdampf über das Ventil 2 in den Hochdruckteil 3 der Turbine eintritt. Von dort aus strömt der Dampf entweder in das Heizdampfnetz 4 oder über ein Ventil 5 zum Niederdruckteil 6 der Turbine.

Das Eintrittsventil 2 und das Überströmventil 5 sind durch ein Steuergestänge miteinander verbunden, an das der Drehzahlregler 7 und der Druckregler 8 angreifen. Drehzahlregler und Druckregler bilden nebst dem Gestänge die Verbundsteuerung der Turbine. Diese Verbundsteuerung regelt die Turbine sowohl auf Leistung wie auf Dampf-Sa menge. Bei steigender Leistung öffnet der Drehzahlregler 7 nicht nur das Frischdampfventil 2, sondern auch das Überströmventil S zum Niederdruckteil 6. Die Entnahmemenge wird infolgedessen gleichbleibend gehalten, so daß der Druckregler nicht einzugreifen braucht. Ebenso verstellt der Druckregler bei veränderlicher Entnahmemenge gleichzeitig beide Ventile 2 und 5, allerdings nicht im gleichen, sondern im entgegengesetzten Sinne. Die Gesamtleistung des Hoch- und Niederdruckteils bleibt daher die gleiche, so daß in diesem Falle der Drehzahlregler nicht einzugreifen braucht.

Bei der praktischen Ausführung einer derartigen Verbundsteuerung werden die Regelbewegungen des Drehzahlreglers und des Druckreglers über das Gestänge nicht unmittelbar auf die Ventile 2 und 5 einwirken, sondern es wird im allgemeinen stets eine mittelbare Übertragung, z. B. in Form einer 50' Druckölsteuerung, vorgesehen. Abgesehen vom Gestänge sind also besondere Druckölanlagen zur Übertragung der Regelbewegungen notwendig. Die gesamte Regeleinrichtung ist dann nebst der Druckölanlage unmittelbar an die Turbine angebaut, wobei es im allgemeinen nicht zu vermeiden sein wird, daß die Druckölleitungen an die Turbine herangeführt werden. Hierdurch ergibt sich leicht eine Feuersgefahr, da bei Undichtigkeit der Lei- 6Ό tungen öl auf die Heißdampfleitungen usw. fließen und sich entzünden kann. Wie die

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Werner Gnilhauman in Berlin-Steglitz.

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Praxis zeigt, sind auf diese Weise schon erhebliche Feuerschäden entstanden.

Erfindungsgemäß wird das Gestänge der Verbundsteuerung einschließlich der Rückführung durch eine elektrische Schalteinrichtung nachgebildet, welche von der Turbine getrennt angeordnet und mit den- Impulsgebern für die elektrische Steuerung der Dampfventile zu einem Gerät baulich vereinigt ist. Die gesamte Verbundsteuerung wird auf diese Weise von der Turbine getrennt . und kann beispielsweise in einem von dem Turbinenraum entfernten Raum untergebracht werden, wodurch neben der Unterbringung auch die Überwachung erleichert wird.

Abb. 2 zeigt zur näheren Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel.

Vom Hochdruckdampfnetz 1 tritt ' der Frischdampf über das Ventil 2 in den Hochdruckteil 3 der Anzapfkondensationsturbine. A⁷On dort strömt der Dampf einmal über die Anzapfstelle zum Heizdampfnetz 4 und ferner über das Überströmventil 5 zum Niederdruckteil 6 und von diesem zum Kondensator 7. Auf der Turbinenwelle sitzt eine kleine Dynamo 8, die den meist üblichen Fliehkraftregler ersetzt, 11 ist der mit einem kleinen Geber n^a versehene Druckregler, der mittels der Leitung 10 an die Anzapfstelle der Turbine angeschlossen ist. 1

Die Impulse der Drehzahl dynamo 8 und des Druckreglers 11, ii^a werden über die Impulsleitungen 9 und 12 dem eigentlichen Verbundregler 13 zugeführt. Dieser Verbundregler 13 besteht zunächst aus den Empfängern 14 und 15 für die Leistungs- oder Druckimpulse, die die empfangenen Impulse auf das Gestänge 16 übertragen, das ferner mit den Impulsgebern 17 für das Frischdampfeintrittsventil 2 und 18 für das Überströmventil 5 verbunden ist. Die von den Gebern 17 und 18 ausgesandten Impulse werden über die Leitungen 19 und 20 auf die Verstellmotoren 21 und 22 übertragen. Das Verbundsteuerungsgerät 13 weist ferner zwei Rückführeinrichtungen 23 und 24 auf, deren Wirkungsweise später noch erläutert wird.

Die gezeigte Verbundsteuerung arbeitet wie folgt:

Auf eine Veränderung des Druckes an der Entnahmestelle hin verändert sich die Stellung des Druckmembranreglers 11. Diese Stellungsänderung wird vom Sender n„ über die Impulsleitung 12 dem Empfänger 15 im Reglergerät 13 zugeleitet. Der Empfänger 15 spricht an und ändert die Stellung des Gestänges 16, wobei das Gestänge der Geber17 und 18 im entgegengesetzten Sinne verstellt wird. Diese Verstellung hat ein Ansprechen der Geber 17 und 18 zur Folge, wodurch über die Impulsleitungen 19 und 20 die Verstelleinrichtungen 21 und 22 betätigt werden, und zwar derart, daß das Frischdampfeinströmventil 2 und das Überströmventil 5 im entgegengesetzten Sinne bewegt werden und infolgedessen die Gesamtleistung des Hochdruck- und des Niederdruckteils der Turbine die gleiche bleibt.

Bei einer Leistungsänderung sendet die Drehzahld3Tiamo 8 einen Impuls über die Leitung 9 an den Empfänger 14. Der Empfänger bewirkt eine Verstellung des Gestänges 16, und zwar derart, daß die Stellung der .Geber 17 und 18 im gleichen Sinne geändert wird. Dies hat zur Folge, daß die Empfänger 21, 22 die zugeordneten Ventile 2 und 5 ebenfalls im gleichen Sinne steuern. Es wird also z. B. bei steigender Leistung nicht nur das Frischdampfventil, sondern auch das Ventil zum Niederdruckteil geöffnet.

Zur Übertragung der Stellungsänderung des Druckmembranreglers 11 oder der von dem Reglergestänge gesteuerten Geber 17 und 18 kann man sich zweckmäßig der bekannten Selsyn-Steuerung bedienen, wie sie z. B. im Patent 530 786 beschrieben ist. Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Motoren, deren Ständer je eine einphasige Reglerwicklung besitzen, die an ein gemeinsames Wechselstromnetz angeschlossen sind. Die Läufer dieser Motoren sind dreiphasig gewickelt und gegeneinander geschaltet. Der eine Motor dient als Geber, der andere als Empfänger, Wird der Läufer des Gebers um einen bestimmten Winkel gedreht, so entsteht ein Ausgleichstrom zwischen den beiden Läufern, der ein solches Drehmoment im Empfänger ausübt, daß dessen Läufer um den gleichen Winkel wie der Geber gedreht wird. In dieser Lage kommt der Läufer des Empfängers zur Ruhe, da der Ausgleichstrom und damit das Drehmoment Null wird. Die Regeleinrichtungen werden infolgedessen jeweils nur um einen bestimmten, durch die Betriebsverhältnisse bedingten Wert geändert, so daß sich eine besondere Rückführung erübrigt.

Werden andere Einrichtungen verwendet, die eine Rückführungseinrichtung erfordern, so kann dies, wie in Abb. 2 angedeutet und in Abb. 3 näher ausgeführt ist, auf einfache Weise erreicht werden. Wird die Lage des Gestänges 16 verändert, so wird einer der beiden Kontakte α oder b der Rückführeinrichtung geschlossen. Gleichzeitig wird der Geber 17 beeinflußt, so daß dieser über die Leitung 19 einen Verstellimpuls aussendet. Durch Schließen eines der beiden Kontakte a oder b wird der Rückführmotor 24' eingeschaltet, der das Gestänge 16 wieder in die Mittellage zurückführt. Durch diese Zurück-

führung wird gleichzeitig der Kontakt a oder b wieder geöffnet und damit der'Regelvorgang unterbrochen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann auch das Gestänge völlig in Fortfall kommen. Es werden dann, ähnlich wie bei dem Tirrillregler, besondere Kontakte von der Druckmembran eingestellt. Zwei weitere Kontakte, die von dem Drehzahlmeßgerät eingestellt werden, sind mit dem ersten in Reihe geschaltet. Es wird sich dann eine Anordnung ergeben, wie sie vom Tirrillregler, der mit einem Strombegrenzungsregler zusammenarbeitet, bekannt ist. Bei einem Leistungsimpuls werden die beiden zugeordneten Empfänger 21 und 22 elektrisch so gesteuert, daß die Ventile 2 und S im gleichen Sinne arbeiten, während beim Ansprechen des Druckimpulsgebers die Empfänger 21 und 22 elektrisch so gesteuert werden, daß die Ventile 2 und 5 entgegengesetzte Bewegungen ausführen.

Die für eine Anzapfkondensätionsturbine beschriebene elektrische Verbundsteuerung kann natürlich auch bei einer Anzapfgegendruckturbine, bei der Anzapf- und Gegendruck unverändert gehalten werden sollen, zur Anwendung kommen. Es muß dann dafür gesorgt werden, daß in Abhängigkeit von der einen Druckmembran ein Ventil und von der anderen Druckmembran zwei Ventile im gleichen Sinne eingestellt werden. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ergibt sich beispielsweise bei einer Turbine mit doppelter Anzapfung. Es müssen in Abhängigkeit von dem Leistungsimpuls alle drei Ventile im gleichen Sinne eingestellt werden. Die Druckmembran der ersten Anzapfstelle muß ein Ventil in einem Sinne und die beiden anderen Ventile im entgegengesetzten Sinne einstellen. Es zeigt sich also, daß die beschriebene Verbundsteuerung ohne Schwierigkeiten bei den verschiedensten Turbinenarten angewendet werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Verbundsteuerung für Dampfturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge der Verbundsteuerung einschließlich der Rückführung durch eine elektrische Schalteinrichtung nachgebildet ist, welche von der Turbine getrennt angeordnet und mit den Impulsgebern für die elektrische Steuerung der Dampfventile zu einem Gerät baulich vereinigt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen