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Entnahmeturbinensteuerung für Gleichwertregelung jeder Belastung einer
Turbine mit ge-
steuerter Entnahme entspricht eine größte Entnahme, bei der
die Niederdruckventile unter der Einwirkung eines Druckreglers und nachgeschalteten
Kraftkolbens geschlossen werden (Abb. i, Punktb). Zu jeder Belastung gehört ferner
eine andere Stellung des Kraftkolbens, bei der die- Niederdruckventile gerade geschlossen
sind. Nimmt nun nach Erreichen dieses Zustandes die obenerwähnte größte Entnahmemenge
auch nur (X gfügig zu, so ist der Druckregler wei-" erin, ter bestrebt, den
eingestellten Druck durch Beeinflussung des Kraftkolbens einzuhalten. Da jedoch
die Niederdruckventile bereits geschlossen sind, bedeutet die weitere Abwärtsbewegung
des Kraftkolbens einen reinen Leerhub. Dieser Leerhub, der desto größer ist,
je
kleiner die Belastung, bewirkt bei All-einbetrieb der Turbine eine unerwünschte
Drehzahlerhöhung, bei Parallelbetrieh eine ebenso häufig unerwünschte Laststeigerung,
andererseits beim Zurückgehen des Kraftkolbens bis zum Wiederöffnen der Niederdruckventile
eine Drehzahlsenkung oder Lastverminderung. Das heißt außer dem bekannten Ungleichförrnigkeitsgrad,
der bei Lasterhöhung und -verminderung bedingt ist, und der Ungleichförmigkeit,
die bei jeder Entnahmesteuerung zum Teil unvermeidlich ist, kommt somit zusätzlich
noch die oben beschriebene nachtQilige Einwirkung des Leerhuhes des Kraftkolbens
auf die Drehzahl bei Gegendruckbetrieb.
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Zur weiteren Erklärung der Steuerungsvorgänge wird auf Abb. 2 verwiesen.
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Die Einwirkung des Drehzahlreglersa über den Steuerschieberb auf das
Regelventile wird dabei als bekannt vorausgesetzt, ebenso die Wirkungsweise einer
Entnahmesteuerung, der hier eine Gleichwertregelung zugrunde gelegt wurde, und des
hydraulischen Strahlreglerso, selbst mit seiner Einwirkung auf den Kraftkolbenf.
Ferner wird vorausgesetzt, daß üblicherweise eine um einige Zehntel Atm. des Entnahmedruckes
tiefer eingestellte Drosselstation vom Kessel die etwa fehlende Entnahmedampfmenge
ersetzt.
Es entspricht z. B. die Stellung des Steuergestänges
1-2-3-4-5-6-7 einer beliebigen Belastung mit einer beliebigen EntnahmernenKe,#
wobei die Niederdruckventile it zum Teil öffnet sind (Abb. 2). Im Dampfdiagi-,äm,m.
ist dies Punkia (Abb. i). bei der gleiclie Belastung nimmt das Gestänge mit der
'1341 dieser Belastung größten Entnahmemenge die Stellung i-2-3-8-5-9-io ein, bei
der die Niederdruckventilen gerade geschlossen sind (in Abb. i, Punktb'
' ). Bei geringster weiterer Zunahine der Entnahmeinenge wird nun bei der
bisherigen Ausführung der Kraftkolben bis auf seine untere Endlage absinken und
dadurch das Gestänge die folgende Stellung einnehmen: 11-2-12-8-13-14-15 im Alleinbetrieb
oder 1---'-3-19-5-20-15 im Parallelbetrieb. Dies bedeutet eine Drehzahlerhöhung
oder Laststeigerung um den Betrag der Veränderung des Drehzahlreglers von Punkt
i auf i i. Tritt nun z. B. anschließend daran wieder eine Abnahme der Entnahmemenge
ein, so muß der Kraftkolben J vorerst aus seiner Lage 15 bis in die Lage
i o gelangen, bevor er die Niederdruckventile n wieder öffnet, wobei wieder
erst eine Vrelizahlsünkung oder Lastverminderung auftritt.
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Um diese nachteilige Einwirkung des Kraftkolbens bei Gegendruckbetrieb
zu beseitigen, wird erfindungsgemäß der Entnahmedruck. regler mittels eines beliebigen
Steuerorgans ausgeschaltet, wenn die Niederdruck-ventile bei sinkendem Entnahniedruck
geschlossen sind, und wieder, bei noch geschlossenen Niederdruckventilen, in Tätigkeit
gesetzt, w,-iiii der Entnahmedruck steigt. Bei dem Ausführungsbeispiel wird zwischen
Druck-reglerg und Kraftkolbenf ein Hilfskolbend eingeschaltet, der folgende Bedingungen
erfüllt: i. daß der Kraftkolbeni in jeder beliebi-gen Lage sofort zum Stillstand
in seiner Ab-
wärtsbewegung gebracht wird, sobald die Niederdruckventilen
geschlossen sind, 2. daß der Kraftkolben so lange in dieser Lage gehalten wird,
bis die Niederdruckventile wieder öffnen sollen, 3. daß der Kraftkolben während
des öffnungs- und Schließvorganges der Niederdruckventil,e ungehindert auf- :und
abwärts gehen kann.
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Die Ausführung des Hilf skolbens d besteht in einem Doppelkolben
li, der in einer Büchse i gleitet, die fest in einem Gehäuse sitzt. Vom Druckregler
g aus tritt das öl durch je einen Schlitz k oben und
unten ein, damit der ständig wechselnde öldruck von seiten des Druckreglers entweder
von oben oder von unten auf den oberen oder unteren Kolben einwirken kann. Gegen
den Kraftkolben / zu tritt das öl aus der Büchse durch je einen
waagerecht-en Schlitz e oben und unten aus. Diese waagerechten Schlitzee sind bei
geschlossenen Niederdruckventilen gleichzeitig voll abgedeckt, -wobei der Doppelin
seiner tiefsten Lage ist und auf 'dem unteren Gehäusedeckel aufliegt. Auf ;#gern
oberen Kolben ruht eine Federp, deren -Länge uni omm kürzer ist als der Abstand
der oberen Kolbenfläche vom oberen Gehäusedeckel bei tiefster Stellung des Kolbensk.
Das heißt der Kolben kann sich, wenn er infolge des höheren öldruckes von oben die
Schlitzee abgedeckt hat, unter der
Einwirkung höheren öldruckes von unten
uni o mm aufwärts bewegen und die Ülzufuhr zum Kraftkolben/ freilegen. Die Federp
hat hiz#r somit lediglich den Zweck, zu verhindern, daß der Kolben statt um den
Betrag o sich bis zum Gehäusedeckel hochheben kann. Am Kolbenstangenende ist eine
Hülse qu angebracht, in die ein Mitnehmernz eingreift. Bei seiner Aufwärtsbewegung
nimmt er den Kolbenh mit,bei seinerAbwärtsbewegung gleitet er leer in der Hülse
qu.
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In der gezeichneten Stellung des Hilfskolbens (tiefste Lage) sind
die waagerechten Schlitze geschlossen (Kraftkolben gesperrt), der Mitnehmerin in
seiner höchsten Lage ( ' befestigt an der Anlenkunge in St#ellung
9 #- Niederdruckventile geschlossen). Geht nun die Anlenkunge von Stellungg
bis 16 (Niederdruckventile offen) oder bis StellUng 17 (Überhub der Anlenkunge
nach aufwärtsj, so wird der Kolben vom Mitnehmerin mitgenommen (Kraftkolben ständig
frei', die Feder wird hierbei um den Betrag 9-17 minus omm zusammengedrückt. Geht
die Aulenkung e von 17 abwärts, so wird zunächst der Kolben durch die Feder
mit nach abwärts bewegt, bis die Federspannung aufhört. Bei weiterer Abwärtsbewegung
um den noch übri--en Betrago übernimmt nur noch der von oben wirkende öldruck vom
Druckregler bei weiter absinkendem Kraftkolben (und Entnahmedruck) das Herabdrücken
des Kolbens, bis er ganz geschlossen hat und unten. aufliegt (Niederdruckventilen
zu, Kraftkolbenf ges perrt). Bei weiterer Abwärtsbewegung der
Anlenkunge von
Stellun,-q bis 18 (überhub des Anlenkpunktese nach abwärts) geht der Mitnehmerin
leer in d2r Hülsequ nach unten, ohne den Kolbenk zu beeinflussen. Gleichzeitig bleibt
die Bewegungsfreiheit des Kolbensh um den Betrago nach oben ständig bestehen für
den Fall, daß der Entnahmedruck wieder anstei 1-t oder daß der öldruck von unten
höher wird und der Kraftkolbeii sieh aufwärts bewegen soll.
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Geht man nun wieder von der obenerwähnteil Stellung 1-2-3-4-5-6-7
(beliebige Belastung mit beliebiger Entnahme, Punkta) aus, so hat die Anlenkung
e in Stellung 6 die Niederdruckventile
zum Teil geöffnet,
den Hilfs-t>
kolben li etwas angehoben, und der Kraftkolben/ kann beliebig
regeln. -
Steigt nun z. B. die Entnahmemenge bei gleicher Belastung an bis
Punkt b im Diar-3 gramm (reiner Entnahmebetrieb), so dreht sich der Kraftkolbenhebel
r um die Anl#enkung s in Stellung 5, das Regelventil c geht von der
Stellung 4 nach 8 und der Kraftt' kolben/ von , auf io, wobei gleichzeitig
die Anlenkung e von 6 auf 9 und der Mitnehmerin um den gleichen Betrag
nach abwärts gehen. Derselbe öldruck, der den Kraftkolben j nach abwärts drückt,
drückt auch den Kolben A schließlich ohne Federspannung) in seine untere
Endlage, so daß der Kraftkolben durch die ölabsperrung stehenbleibt, im Augenblick,
wo die Niederdruckventile geschlossen sind.
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Nach dem Erreichen dieses Zustandes (Stellung I-2-3-8-5-9-io) können
vier Betriebsfälle eintreten: i. Die Entnahmeinenge steigt weiter an bei gleichbleibender
Belastung: im Diagramm Punkt b. Der Kolben wird durch den fort--esetzten
öldruck des Druckreglers von oben in seiner unteren Endstellung gehalten, der Kraftkolben
i bleibt somit in seiner Lage, und die Niederdruckventile 'n bleiben
geschlossen. An der Drehzahl oder Belastung ändert sich daher nichts. Die um einige
Zehntel Atin. tief-er eingestellte Drosselstation ersetzt die fehlende Entnahmeinenge.
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2. Die Entnahmemenge sinkt bei gleich bleibender Belastung: die Entnahme
geht im Diagramm von b auf a zurück. Dadurch drückt sofort der höhere öldruck-
des Druckreglers von unten den Kolbenk um omm hoch, und die ölsperre des Kraftkolbens
ist aufgehoben. ' Der Kraftkolben kann von io auf 1 zurückgehen -,
und das Steuergestänge wird in seine Stellung 1-2-3-4-5-6-,7 -zurückgeführt.
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3. Die Belastung steigt bei gleichem Entnahmebedarf: im Diagramm
von Punkt b
auf c. Durch die normale Drehzahlveränderung oder die Drehzahlverstellung
geht das Regelventile hoch und mit ihm die Anlenkpunkte 8-5-9 nach aufwärts
in eine neue Lage um den Drehpunkt io. Ohne daß sich infolge der Gleichwertregelung
der Entnahmedruck zu ändern braucht, öffnen die Niederdruckventile entsprechend
der zugeführten 'Frischdampfmenge. Die Anlenkung e hebt .mit dem Mitnehmer in den
Kolben li an. Der "Kr-aftkolbenf, dessen ölsperre damit zwar hUfgehoben ist, bleibt
so lange in seiner Lage io, bis ihm durch den Druckregler eine neue Stellung zugewiesen
wird.
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4. Die Belastung sinkt bei gleichem Entnahmebedarf: im Diagramm von
Punkt b
auf d. Durch die normale Drehzahlveränderung oder die Drehzahlverstellung
geht das Regelventil abwärts und mit ihm die Anlenkpunkt,e8-5-9 ebenfalls abwärts
in eine neue Lage um den Drehpunkt io. Durch den vom sinkenden Entnahmedruck wirkenden
öldruck des Druckreglers von oben auf den Kolbenft bleibt dieser in seiner unteren
Endlage, und die Lage des Kraftkolbensi bleibt bestehen. Die Niederdruckventile
a sind ohnehin geschlossen. Mit der Anlenkunge aus Stellung 9 geht
der Mitnehmer in leer in der Hülse qti nach abwärts. Auch hier fällt eine Einwirkung
des Kraftkolbens auf die Drehzahl oder Belastung der Turbine fort. Die Drosselstation
ersetzt die fehlende Entnahmemenge.
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Die Änderung der Belastung und Entnahinemenge kann selbstverständlich
auch gleichzeitig erfolgen.