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Gruppenventilsteuerung für Dampfturbinen Um den Wirkungsgrad der Turbinen
bei Teilbelastungen zu verbessern, werden die Düsen der ersten Stufe in mehrere
Gruppen, die je von einem besonderen Regelventil gesteuert werden, unterteilt. Diese
Regelventile werden mit zunehmender Belastung der Maschine nacheinander von einem
Steuergetriebe angehoben, dessen Kraftkolben unter dem Einfluß des Geschwindigkeitsreglers
steht. Um eine möglichst gleichmäßige Regelung zu erzielen, müssen die Regelventile
so ausgebildet werden, daß die Dampfmenge geradlinig mit dem Ventilhub zunimmt.
Die Kennlinie, wie sie in Abb. z veranschaulicht ist, zeigt jedoch, daß der gerade
Verlauf der Füllkurve nur bis zu einem bestimmten Hub eingehalten wird, da bei voller
öffnung die Dampfmenge durch das gchluckvermögen der Düsengruppe bestimmt wird,
also nicht weltersteigen kann. Der Ventilhub, bei dem die Durchflußmenge nicht mehr
verhältnismäßig weiterstegt, sondern abnimmt und sich allmählich asymptotisch -dem
Schluckvermögen der betreffenden Gruppe nähert, läßt sich nur ungefähr im voraus
bestimmen. Um die Steuerung so einzustellen, daß sich eine möglichst gleichmäßige
Steigerung der Dampfmenge über dem Steuerungshub ergibt, ist also eine Verstellung
der Ventilhübe gegenüber dem Steuerungshub notwendig.
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Zur Regelung der Dampfzufuhr bei Dampfturbinen ist es bekannt, die
Hubdauer und das Aufeinanderspielen der Ventilhübe von der Kurvenform und Breite
von Steuernocken abhängig zu machen, die im Betrieb aber nicht veränderlich sind.
Eine andere bekannte Ventilsteuerung ermöglicht eine Nachregelung erst beim Stillstand
der Turbine
und bedingt das Lösen sowie Abnehmen des Ventilkastendeckels.
Weiterhin wurde bekannt, daß bei einer Mehrzahl von Düsenventilen einer Dampfturbine
je zwei Ventile und ferner jeweils zwei Ventilpaare durch Hebel verschiedener Länge
gekuppelt sind. .Für das gesamte Hebelgestänge dient ein gerneinsamer Kraftkolben.
Das Hebelgestänge und dafür notwendige Anschläge machen die Steuerung verwickelt.
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Die Erfindung hat eine Gruppenventilsteuerung zum Gegenstand, mit
der jede gewünschte Kennlinie der Durchflußmengen gefahren werden kann, und zwar
von einer für jedes Ventil eigenartigen Teilregelung bis zu einem fast linearen
Anstieg der Füllkurve. Diese weitgehende Veränderung des Betriebes geschieht erfindungsgemäß
durch eine im Aufbau und in der Handhabung verhältnismäßig einfache Steuerung, bei
der der Antrieb der Ventile, welche mit Ventilhubstangen ausgerüstet sind, durch
einen gemeinsamen, oberhalb derselben angeordneten Gelenkhebel erfolgt, an dessen
einem Ende ein in Richtung der Ventilachse bewegter Kraftkolben angreift. Das Wesen
der Erfindung besteht darin, daß zwischen dem Gelenkhebel und den Ventilhubstangen
besondere Stoßglieder angeordnet sind, deren wirksamer Hub durch auch während des
Betriebes bedienbare Verstellmittel beliebig einstellbar ist.
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Diese Steuerung ermöglicht nicht nur eine Verstellung der Überdeckung,
sondern auch jede gewünschte Abänderung der Öffnungsreihenfolge der Ventile. Ebenso
isst im. Bedarfsfall eine Abschaltung jedes einzelnen Ventils durchführbar, indem
das betreffende Ventil mit dem Regelgetriebe außer Eingriff gebracht wird, was jederzeit
während des Betriebes möglich ist. Eine Änderung in der Reihenfolge der Eröffnung
:der Ventile, was erfindungsgemäß ohne Ausbau irgendwelcher Steuerungsteile geschieht,
ist insbesondere dann wesentlich, wenn die Maschine mit verschieden großen Düsengruppen
ausgestattet ist. Beispielsweise kann man bei Maschinen, die zeitweise mit großen
und zeitweise mit kleinen Dampfmengen gefahren werden (z. B. Sommer- und Winterbetrieb),
einmal im Hauptregelbereich mit den großen Gruppen, das andere Mal mit den kleinen
Gruppen fahren.
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Für die Erfindung ist von wesentlicher Bedeutung, daß auf die Verwendung
einer Nockensteuerung verzichtet wird, die zur Durchführung einer Arbeitsweise im
vorerwähnten Sinne nicht geeignet ist. Bei der Nockensteuerung ist die Reihenfolge
der Ventileröffnung eindeutig durch den Drehwinkel festgelegt; unter dem die Nocken
auf cler -Nockenwelle festgekeilt sind. Als Verstellmittel zur Regelung des wirksamen
Hubes jeder Ventilhubstange dient zweckmäßig ein Gewindebolzen, der in das aus dein
Steuergehäuse herausragende freie l-tide der hohl ausgebildeten und mit Innengewinde
versehenen Ventilhubstange eingeschraubt ist. Mit Hilfe dieser Einrichtung ist es
möglich, in sehr bequemer Weise während des Betriebes irgendein Ventil außer Eingriff
mit dem Regelgetriebe zu bringen, und zwar ohne die infolge der Erwärmung durch
den Dampf heiß gewordene Ventilspindel mittelbar angreifen. zu müssen. Dieser Vorteil
ist wesentlich, wenn sich beispielsweise an der Spindel ein Kesselsteinansatz gebildet
hat, der das Ventil in offener Lage festklemmt.
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In den Kennlinien der Abb. z und 3 ist gezeigt, in welcher Weise die
Regelung vorgenommen werden kann, wobei beide Kurvenreihen noch nicht den Bereich
aller Regelmöglichkeiten umschließen.
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Abb..I veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Ventilsteuerung
mit einer Gruppe mit drei Ventilen, womit die Kurven nach den Abb. 2 und 3 und jeweils
darüber gefahren werden können.
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In den Düsenräumen I, II und III befinden sich die Ventile
a, b, c. Der Kraftkolben e im Zylinder f, der vorzugsweise vom Regler gesteuert
wird, hat mit dem Hebel g Verbindung, auf dem die Stoßstangen 1a in Kugelpfannen
i des Hebels g aufliegen. Mittels in Führungen gehaltener Köpfe Z gleiten die Stoßstangen
h in den Bohrungen k der Hubstangen in, deren Schenkel n den Hebel g umgreifen und
in deren unteren Enden o die Ventile a, b, c eingehängt sind. Von oben her sind
in die Hubstangen m Gewindebolzen p eingeschraubt und durch Muttern q gesichert.
Zwischen den Köpfen Z und den unteren Flächen der Gewindebolzen p sind in Tiefstlage
des Hebels g Zwischenräume A, B, C
vorhanden, die vergrößert oder verkleinert
werden können, wobei die Stelle, an der das folgende Ventil zu öffnen beginnen soll,
mit Hilfe von an die Räume I, II, III angeschlossenen Manometern aufgesucht werden
kann. Hebt der Kolben e den Hebel g an, so verschwindet zunächst der Zwischenraum
A, und das Ventil a wird geöffnet, bis am Gestänge des zweiten Ventils b der Zwischenraum
B verschwindet, worauf das Ventil b angehoben wird. Ist der Zwischenraum C verschwunden,
so hebt sich auch noch das Ventil c. Es läßt sich durch Herein- oder Herausschrauben
der Bolzen p jede beliebige Größe und Ausschaltung der Zwischenräume A, B, C einstellen.
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Anstatt dreier Ventile können deren auch zwei und beliebig mehr als
drei in einer Düsengruppe angeordnet «erden: