DE691319C

DE691319C - Pressure regulator with hydraulic control and adjustable non-uniformity for counter pressure or bleed steam turbines

Info

Publication number: DE691319C
Application number: DE1939L0097917
Authority: DE
Inventors: Francis H Van Nest
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-05-07
Filing date: 1939-05-09
Publication date: 1940-05-23

Description

Druckregler mit hydraulischer Steuerung und einstellbarer Ungleichförmigkeit für Gegendruck- oder Anzapfdampfturbinen Die Erfindung betrifft einen Druckregler mit hydraulischer `Steuerung und einstellbarer Ungleichförmigkeit für Gegendruck- oder Anzapfdampfturbinen. Erfindungsgemäß. wird vorgeschlagen,außer dem das Regelglied der Dampfturbine steuernden Kraftgetriebe ein zusätzliches, die Wirkung des Druckreglers unterstützendes Kraftgetriebe vorzusehen. Die Einrichtung ist hierbei so. getroffen, daß der Druckregler an einem zweiarmigen Hebel angreift, der über ein Überströmventil den Steueröldruck für die beiden Kraftgetriebe einstellt, wobei durch das an dem anderen Arm des Hebels angreifende Kraftgetriebe ie von dem Druckregler eingeleitete Bewegung des überströmventils fortgesetzt wird. Um die Ungleichförmigkeit des Druckreglers in beliebigen Grenzen sowohl positiv als auch negativ einstellbar zu machen, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beide Kraftgetriebe mit Gegenfedern von einstellbarer Kennlinie versehen. Außerdem ^ist das zusätzliche nachregelnde Kraftgetriebe abschaltbar.Pressure regulator with hydraulic control and adjustable irregularity for back pressure or bleed steam turbines The invention relates to a pressure regulator with hydraulic control and adjustable irregularity for back pressure or bleed steam turbines. According to the invention. is suggested, besides the control element the steam turbine controlling an additional power transmission, the effect of the pressure regulator to provide supporting power transmission. The facility here is like this. met, that the pressure regulator acts on a two-armed lever, which is via an overflow valve sets the control oil pressure for the two power transmission, whereby by the on the other arm of the lever engaging power transmission ie initiated by the pressure regulator Movement of the overflow valve is continued. About the unevenness of the pressure regulator can be adjusted both positively and negatively within arbitrary limits In a further embodiment of the invention, both power transmission with counter springs from adjustable characteristic. In addition ^ is the additional readjusting power transmission can be switched off.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, worin Abb. i eine im Erfindungssinne eingerichtete Regeleinrichtung in vereinfachter Darstellung und Abb. 2 bauliche Einzelheiten der-Regelungseinrichtung veranschaulichen.The drawing shows an embodiment of the invention, wherein Fig. i a control device set up in the sense of the invention in a simplified representation and Fig. 2 illustrate structural details of the control device.

In Abb. i bezeichnen io eine Dampfturbine, ii deren Einlaßventil und 12 die Abdampfleitung. Die Turbine Ist als . Gegendruckturbine ausgebildet, deren Ablauf zur Heizung oder für ändere gewerbliche Zwecke verwendet wird. In solchen Fällen muß der Abdampfdruck auch @ bei Lastschwankungen der Turbine gleichgehalten werden. Zu diesem Zwecke ist eine Regelungsvorrichtung 13 vorgesehen, auf die über die Leitung 14 ,der sich jeweils in der Abdampfleitung 12 einstellende Druck einwirkt. Die Stange 15 Druckreglers 13 ist an dem mit dem Stetlrr:=" schieber 17 des Kraftgetriebes z 8 verbuia. denen Reglerhebel 16 angelenkt. Der Kraft= kolben i9 des Kraftgetriebes 18 ist mit der Spindel 2o des Regelventils i i verbunden. Bei einem Druckanstieg in der Abdampfleitung 12 wird die Stange 15 angehoben und dadurch auch der Steuerschieber 17 nach oben bewegt, so daß Steueröl auf die obere Seite des' Kolbens i9 gelangt und dieser nach unten bewegt wird. Hierdurch wird das Ventil i i im schließenden Sinne verstellt und eine Drucksenkung in der Abdampfleitung herbeigeführt. Durch die Abwärtsbewegung der Spindel 2o wird über den Hebel 16 der Steuerschieber 17 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt. Eine Druckabsenkung in der Abdampfleitung i 2 führt einen Regelvorgang in umgekehrtem Sinne herbei, so daß alsdann das Einlaßventil i i im öffnenden Sinne bewegt wird.In Fig. I, io designates a steam turbine, ii its inlet valve and 12 the exhaust line. The turbine is as. Back pressure turbine designed, the process of which is used for heating or for other commercial purposes. In such cases the exhaust pressure must be kept the same even if there are fluctuations in the load on the turbine. For this purpose, a control device 13 is provided, on which the pressure which is set in the exhaust steam line 12 acts via the line 14. The rod 1 5 Pressure regulator 13 is connected to the with the Stetlrr.:. Verbuia = "slider 17 of the power transmission for 8 which is articulated governor lever 16 of the force = butt i9 of the motor gear 18 is connected to the spindle 2o of the control valve ii connected on a pressure rise in. the exhaust steam line 12 is raised the rod 1 5 and thereby also moves the spool 17 upward, so that the control oil reaches the upper face of the 'piston i9 and it is moved downward. in this way, the valve is adjusted ii in the closure direction and a pressure reduction The downward movement of the spindle 2o returns the control slide 17 to its starting position via the lever 16. A pressure drop in the exhaust line i 2 brings about a control process in the opposite direction, so that the inlet valve ii is then moved in the opening direction .

Die Regelvorrichtung kann so arbeiten, daß ein gewünschter Gegendruck in der Leitung 12 bei allen Betriebsverhältnissen der Dampfturbine zwischen Leerlauf und Vollast aufrechterhalten wird. Sie kann aber auch so eingestellt werden, daß der Gegendruck mit wachsender Belastung der Turbine steigt.The control device can work so that a desired back pressure in line 12 for all operating conditions of the steam turbine between idling and full load is maintained. But it can also be set so that the back pressure increases as the load on the turbine increases.

Die Regelungseinrichtung besitzt, wie aus Abb. 2 hervorgeht, .ein Gehäuse 21 mit einem durch Schrauben 23 befestigten Deckel 22. Die an die Abdampfleitung 12 angeschlossene Leitung 14 führt nach einem Druckregler 24, der in einem auf dem Deckel 22 durch Bolzen 26 angeschraubten Gehäuse 25 untergebracht ist. Der Druckregler 24 besitzt eine Balgmembran 27, deren unteres Ende an dem-', Flansch 28 befestigt und deren oberes Ende durch eine Platte 29 abgedeckt ist, die eine Pfanne 30 trägt. Die Verbindung zwischen dem Reglerhebel 33 und dem Druckregler 24 ist durch die in den Pfannen 30, 32 gelagerte Stelze 51 hergestellt. Der Hebel 33 ist um die Schneide 34 schwenkbar angeordnet, die an dem Deckel 22 durch Bolzen 35 befestigt ist. An der Unterseite des Hebels 33 ist eine Pfanne 36 vorgesehen, gegen die sieh seine einstellbare Stelze 37 abstützt. In ihrem unteren Ende wird die Stelze 37 durch die Pfanne 41 an dem Ventil38 abgestützt, welches den Austritt 39 aus der Druckölleitung steuert. Die Pfanne 41 ist an der oberen Seite einer nachgiebigen Membran 42 vorgesehen, die ihrerseits durch Schrauben 43 an Stützen 44 des Rohres 4o befestigt ist. Die Pfanne 4.1 ist mit einem Kugelpfannenlager 45, 46 verbunden. Der Kanal 39 steht durch dis Bohrung 47 mit dem Kraftgetriebe 48 in Verbindung. Letzteres besitzt eine Balgmembran 49, an deren `::oberem Ende eine Muffe 5o befestigt ist, die ' ifYererseits von dem Gehäuse 21 getragen wird uiid durch einen mit Schrauben 52 versehenen :. 'Deckel 5 i abgeschlossen ist. Das untere Ende der Balgmembran läuft in eine Platte 53 aus; die eine die Stange 55 abstützende Pfanne 54 trägt. Die Stange 55 bildet einen Teil des Regelgestänges 15. Sie wird gegen die Pfanne 54 durch eine Feder 56 gedrückt, die sich gegen den Deckel 51 und gegen einen an der Stange 55 befestigten Teller 57 abstützt. Die Feder 56 drückt dabei auch die Platte 53 gegen ihren Sitz und verhindert ein Zusammendrücken der Balgmembran durch auf sie einwirkende Außendrücke: Das obere Ende der Stange 55 ist durch eine Öffnung 58 des Hebels 33 hindurchgeführt. Die Stange 55 ist mit dem Hebe133 über eine Klemmvorrichtung 61, 62, 63 durch eine Feder 59 verbunden, die sich gegen die untere Seite dieses Hebels anlegt. Durch Lösen der Schrauben 62, 63 kann die Klemmvorrichtung auf und nieder geschraubt werden und hierdurch die Kennlinie der Feder 59 'verändert werden.As can be seen from FIG 25 is housed. The pressure regulator 24 has a bellows membrane 27, the lower end of which is fastened to the flange 28 and the upper end of which is covered by a plate 29 which carries a pan 30. The connection between the regulator lever 33 and the pressure regulator 24 is established by the stilt 51 mounted in the pans 30, 32. The lever 33 is arranged to be pivotable about the cutting edge 34, which is fastened to the cover 22 by bolts 35. A pan 36 is provided on the underside of the lever 33, against which its adjustable stilt 37 is supported. In its lower end, the stilt 37 is supported by the pan 41 on the valve 38, which controls the outlet 39 from the pressure oil line. The pan 41 is provided on the upper side of a flexible membrane 42, which in turn is fastened by screws 43 to supports 44 of the pipe 4o. The socket 4.1 is connected to a ball socket bearing 45, 46. The channel 39 is connected to the power transmission 48 through the bore 47. The latter has a bellows membrane 49, at the upper end of which a sleeve 5o is fastened, which is in turn supported by the housing 21 and by a screw 52 provided with screws 52. 'Lid 5 i is complete. The lower end of the bellows membrane terminates in a plate 53; which carries a socket 54 supporting the rod 55. The rod 55 forms a part of the control rod 1 5. is pressed against the socket 54 by a spring 56, which is supported against the cover 51 and against a fixed plate on the rod 55 57th The spring 56 also presses the plate 53 against its seat and prevents the bellows membrane from being compressed by external pressures acting on it: the upper end of the rod 55 is passed through an opening 58 of the lever 33. The rod 55 is connected to the lifting device 133 via a clamping device 61, 62, 63 by a spring 59 which rests against the lower side of this lever. By loosening the screws 62, 63, the clamping device can be screwed up and down and the characteristic curve of the spring 59 'can be changed as a result.

Der auf das Kraftgetriebe 48 wirkende Steueröldruck ist abhängig von der Stellung des Ventils 38 an dem Kanal 39, dem Steueröl durch das im unteren Teil des Gehäuses 21 eingeschraubte Rohr 64 zugeführt wird. Eine Drossellinse 65 ist in der Nähe des Austritts der Zuführungsleitung 64 vorgesehen: Während des gewöhnlichen Betriebes verbleibt das Ventil 38 in seiner durch den Druckregler 24 eingestellten Offenstellung. Die durch die Ventilöffnung hindurchfließende Steuerflüssigkeit gelangt durch die Kanäle 66 in den unteren Teil des Gehäuses und von dort in die das Zuführungsrohr 64 umgebende Austrittsleitung 67. Das obere Ende der Austrittsleitung ist in einer Muffe 68 eingeschraubt, die an dem Gehäuse durch Bolzen 69 befestigt ist.The control oil pressure acting on the power transmission 48 is dependent on the position of the valve 38 on the channel 39, the control oil through the in the lower part of the housing 21 screwed pipe 64 is supplied. A throttle lens 65 is provided near the outlet of the supply line 64: During the ordinary During operation, the valve 38 remains in the position set by the pressure regulator 24 Open position. The control fluid flowing through the valve opening arrives through the channels 66 into the lower part of the housing and from there into the supply pipe 64 surrounding outlet conduit 67. The upper end of the outlet conduit is in a Sleeve 68 screwed in, which is fixed to the housing by bolts 69.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung ermöglicht die Gleichhaltung des Druckes in der Abdampfleitung durch Regelung des Dampfdurchsatzes der in Abb. i dargestellten Gegendruckturbine. Die verschiedenen be- i schriebenen Einzelteile der Regelungsvörrichtun- verharren in ihrer eingestellten Lage, solange der Druck in der Abdampfleitung der Turbine gleichbleibt. Wenn nun der Abdampfdruck der Turbine steigt z. B. infolge eines geringeren Verbrauchsdampfbedarfs, so wird der Druckanstieg durch die Leitung 14 auf den Druckregler 24 übertragen und dadurch die Balgmembran 27 zusammengedrückt. Hierdurch wird die Stelze 31 abwärts 1 bewegt und dadurch der Hebe133 im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers um die Schneide 34 geschwenkt, wobei die Stelze 37 das Ventil 38 im schließenden. Sinne verstellt. Hierbei ergibt sich ein Druckanstieg in dem Kanal 39 und im. Kxaftgetriebe 48. Dadurch wird die Balgmebran 49 entgegen. der Kraft der Feder 56 zusammengedrückt rund die Stange 55 nach oben bewegt, bis durch die erhöhte Spannung der Feder 59 der Hebel 33 im Uhrzeigersinne so weit gedreht wird, daß das Ventil 38 sich wieder öffnet und dadurch den gewöhnlichen Gleichgewichtszustand wieder herbeiführt. Durch die Aufwärtsbewegung der Stange 55 wird gleichzeitig das Einlaßventil i i der Turbine entsprechend geschlossen. Infolge des verringerten Dampfdurchsatzes sinkt der Abdampfdruck der Turbine. Diese Druckabsenkung wird durch das Rohr 14 auf den Druckregler 24 übertragen, so daß dieser in seine Ausgangslage zurückgeführt wird.The device described above enables the equality the pressure in the exhaust line by regulating the steam flow rate as shown in Fig. i illustrated back pressure turbine. The various individual parts described the control devices remain in their set position as long as the pressure remains the same in the exhaust line of the turbine. If now the exhaust pressure of the turbine increases z. B. as a result of a lower consumption steam requirement, the pressure increase transmitted through the line 14 to the pressure regulator 24 and thereby the bellows membrane 27 compressed. As a result, the stilt 31 is moved downwards 1 and thereby the Lift133 counterclockwise around the Cutting edge 34 pivoted, the stilt 37 the valve 38 in the closing. Senses obscured. This results in a pressure increase in the channel 39 and in the. Kxaft gear 48. As a result is opposed to the bellows membrane 49. the force of the spring 56 compressed around the Rod 55 is moved upwards until the lever is lifted by the increased tension of the spring 59 33 is turned clockwise so far that the valve 38 opens again and thereby restoring the usual state of equilibrium. Through the Upward movement of the rod 55 simultaneously becomes the inlet valve i i of the turbine closed accordingly. As a result of the reduced steam throughput, the exhaust steam pressure drops the turbine. This pressure reduction is transmitted through the pipe 14 to the pressure regulator 24 transferred so that it is returned to its original position.

Die Nachstellung der vorstehend beschriebenen Regelungseinrichtung, die als Hauptregler bezeichnet -werden kann, wird durch ein ,zusätzliches Kraftgetriebe 70 vorgenommen, das an dem rechten\ Ende des Reglerhebels 33 angreift. Das Kraftgetriebe 7o ist in ähnlicher Weise eingerichtet wie das Hauptkraftgetriebe 48 und besteht aus einer Balgmembran 71, die in einer zylindrischen Kammer 72 untergebracht ist, die- ihrerseits durch eine Bohrung 73 über ein Nadelventil 74 mit dem Kana147 in Verbindtmg steht. Die obere Seite der Balgmembran 71 ist fest mit einer zylindrischen Büchse_75 verbunden, die durch ihren Deckel76 an dem Gehäuse 21 befestigt ist. Im Innern der Balgmaembran ist eine Belastungsfeder 77 vorgesehen, die die Balgmembran gegen einen durch das Gehäuse gebildeten Sitz 78 drückt und sie dadurch an einem Zusammendrücken durch den sich 1n der Kammer 72 einstellenden Druck verhindert. Die untere Platte-der Balgmembran enthält eine Pfanne 79, gegen die sich das zugespitzte Ende-der Spindel8o abstützt. Der obere Teil der Spinde18o ist mit Gewinde versehen und über eine Klemmvorrichtung 8 i mit der Einstellfeder 82 verbunden, die die Spindel 8o gleichmittig umgibt und aii ihrer oberen Seite in einem Sitz 83 an dein rechten Ende des Hebels 33 angreift. An der Oberseite des Sitzes 83 greift die Belastungsfeder 84 an. Das obere Ende der Feder 84 stützt sich gegen einen Federteller 85 ab, der durch die Schraubenspindel 86 einstellbar und gegen Verdrehung durch die Führungsbolzen 87, 88 gesichert ist. Das obere Ende der Spindel 86 ist mit einem Handrad mrsehen und in dem Lager go geführt. Durch die Drehung des Handrades wird eine senkrechte Bewegung des Federtellers 8 5 herbeigeführt und dadurch die Spannung der Druckfeder 84 eigestellt. Die Kennlinie der Regelfeder 82 wird durch Aufundabbewegtmg der Federklemme 81 eingestellt.The adjustment of the above-described regulating device, which can be referred to as the main regulator, is carried out by an additional power transmission 70 which acts on the right-hand end of the regulator lever 33. The power transmission 7o is set up in a similar manner to the main power transmission 48 and consists of a bellows membrane 71, which is accommodated in a cylindrical chamber 72, which in turn is in communication with the channel 147 through a bore 73 via a needle valve 74. The upper side of the bellows membrane 71 is firmly connected to a cylindrical bush 75 which is fastened to the housing 21 by its cover 76. In the interior of the bellows diaphragm, a loading spring 77 is provided which presses the bellows diaphragm against a seat 78 formed by the housing and thereby prevents it from being compressed by the pressure which is established in the chamber 72. The lower plate — the bellows membrane — contains a pan 79 against which the pointed end — of the spindle 8o is supported. The upper part of the spindle 18o is provided with a thread and is connected via a clamping device 8 i to the adjusting spring 82 which surrounds the spindle 8 o in the same center and engages aii its upper side in a seat 83 on the right end of the lever 33. The loading spring 84 acts on the upper side of the seat 83. The upper end of the spring 84 is supported against a spring plate 85 which is adjustable by the screw spindle 86 and secured against rotation by the guide bolts 87, 88. The upper end of the spindle 86 is guided with a hand wheel mrsehen and go in the camp. By turning the handwheel, a vertical movement of the spring plate 8 5 is brought about and the tension of the compression spring 84 is thereby set. The characteristic of the control spring 82 is set by moving the spring clamp 81 up and down.

Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung ist folgende: -Befindet sich das Nadelventil 74 in seiner Schlußstellung, so daß die Verbindung zwischen dem Kanal 4,7 und der Kammer 72 des Kraftgetriebes unterbrochen ist, so arbeitet nur das vorher beschriebene Kraftgetriebe 48. Bei geöffnetem Nadelventil 74 verursacht ein Druckanstieg m dem Raum 24 eine Abwärtsbewegung des linken Armes vom Hebel 33, so daß das Ventil 38 im schließenden Sinne bewegt wird und der Druck ili dem Kanal 47 ansteigt. Hierdurch wird eine Aufwärtsbewegung der Stange 5 5 herbeigeführt und dadurch das Einlaßventil i i der Turbine entsprechend geschlossen. Es steigt. aber auch der Druck in der Kammer 72, so daß die Balgmembrän 71 entgegen der Wirkung der Feder 77 nach oben bewegt und gleichzeitig der Hebel 33 entgegen dem Uhrzeigersimie geschwenkt wird. Hierdurch wird das Ventil 38 weiter im schließenden Sinne bewegt und dadurch ein weiterer Druckanstieg im Kanal 47 herbeigeführt. Dies hat zur Folge, daß durch das. Hauptkraftgetriebe 48 eine weitere Aufwärtsbewegung der Stange 55 -und eine Fortsetzung der Schließbewegung des Einlaßventils i i herbeigeführt wird. Wenn also der Abdampfdruck steigt, so veranlaßt das Hauptkraftgetriebe eine Schließbewegung des Ventils 38 und dadurch des Einlaßventils i i der Dampfturbine. Der Zusatzregler verursacht eine zusätzliche Schließbewegung dieses Ventils 38 und des Turbineneinlaßventils i i. Diese beiden Bewegungen finden naturgemäß gleichzeitig statt. Der Hauptregler mit dem Kraftgetriebe 48 arbeitet hierbei rascher, wähnend der Zusatz-oder Nachregler 70 langsamer wirkt. Die Nacheilung des Zusatzreglers gegenüber dem Hauptregler hängt von der Stellung des Nadelventils ab, das den Druckanstieg in der Kammer 72 des Zusatzkraftgetriebes in Abhängigkeit von dem Druckanstieg in dem Kanal.47 bestimmt. Die Größe der Nachstellung ist durch die 'Lage der Klemme 81 der Regelfeder 82 bestimmt. . Der von dem Druckregler in dem Abdampfgehäuse aufrechtzuerhaltende Druck kann durch Änderung der Spannung der Feder 84 eingestellt werden.The mode of operation of the control device is as follows: If the needle valve 74 is in its closed position, so that the connection between the channel 4, 7 and the chamber 72 of the power transmission is interrupted, only the previously described power transmission 48 works an increase in pressure in the space 24 a downward movement of the left arm from the lever 33, so that the valve 38 is moved in the closing direction and the pressure in the channel 47 rises. As a result, an upward movement of the rod 5 5 is brought about and the inlet valve ii of the turbine is accordingly closed. It's rising. but also the pressure in the chamber 72, so that the bellows membrane 71 is moved upwards against the action of the spring 77 and at the same time the lever 33 is pivoted counterclockwise. As a result, the valve 38 is moved further in the closing direction and thereby a further increase in pressure in the channel 47 is brought about. As a result, the main power transmission 48 brings about a further upward movement of the rod 55 and a continuation of the closing movement of the inlet valve ii. If the exhaust steam pressure rises, then the main power transmission causes a closing movement of the valve 38 and thereby of the inlet valve ii of the steam turbine. The additional regulator causes an additional closing movement of this valve 38 and the turbine inlet valve i i. These two movements naturally take place at the same time. The main regulator with the power transmission 48 works faster, while the additional or post-regulator 70 works more slowly. The lag of the additional regulator compared to the main regulator depends on the position of the needle valve, which determines the pressure increase in the chamber 72 of the additional power transmission as a function of the pressure increase in the channel 47. The size of the adjustment is determined by the position of the terminal 81 of the control spring 82. . The pressure to be maintained by the pressure regulator in the exhaust steam housing can be adjusted by changing the tension of the spring 84.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Pressure regulator with hydraulic control and adjustable Non-uniformity for back pressure or Alizapf steam turbines, characterized in that besides the controlling element of the steam turbine Power transmission (q.8) an additional power gear that supports the effect of the pressure regulator (70) is provided.

2. Pressure regulator according to claim i; characterized in that the pressure regulator (2q.) acts on a two-armed lever (33); via an overflow valve (38) sets the Steueröldrluek for the two power transmissions (q.8, 70), whereby by the power transmission (7o) acting on the other arm of the lever (33) Movement of the overflow valve (38) initiated by the pressure regulator (24) continued will.

3. Pressure regulator according to claim i, characterized in that its two power transmission (q, 8, 70) are provided with counter springs (59, 82) with adjustable characteristics. q .. Pressure regulator according to claim i, characterized in that the additional power transmission (70) can be switched off.