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Einrichtung zur Regelung von durch eine Hilfsturbine angetriebenen
Kesselhilfsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung
von Kesselhilfsrnaschinen, z. B. Kesselspeisepumpen, Brennluftgebläsen und Brennstoffpumpen,
die von einer der Hauptturbine dampfseitig vorgeschalteten und in Abhängigkeit von
ihrer Belastung geregelten Hilfsturbine angetrieben werden. Das- Wesen der Erfindung
besteht darin, daß die Drehzahl der Hilfsturbine und damit die der Kesselhilfsmaschinen
gusätzlich dadurch geregelt wird, daß das in der Verbindungsleitung zwischen Hilfsturbine
und Hauptturbine vorgesehene Ventil bei Überschreitung der Grenzdrehzahl der Hilfsturbine
und der von ihr angetriebenen Kesselhilfsmaschinen im Schließungssinne gesteuert
wird.
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Außer der hierdurch erzielten Grobregelung der Kesselhilfsmaschinen
kann eine zusätzliche Feinregelung vorgesehen sein, die in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand
in der Kesseltrommel unmittelbar auf die von den Kesselhilfsmaschinen geförderten
Betriebsmittel einwirkt.
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Der vom Flüssigkeitsstand in der Trommel des Dampferzeugers abhängige
Feinregler kann die Brennluftzufuhr oder die Brennstoffzufuhr zum Dampferzeuger
beeinflussen,
so daß bei Beeinflussung der Brennluftzufuhr die Brennstoffzufuhr
und umgekehrt bei Beeinflussung der Brennstoffzufuhr die Brennluftzufuhr geregelt
werden.
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Die Einlaßventile von Haupt- und Hilfsturbine können auch eine gemeinsame
Steuerung besitzen, auf die neben dem Belastungsregler der Hauptturbine zusätzlich
eine Betriebsgröße des zugehörigen Dampferzeugers einwirkt. Die gemeinsame Steuerung
der Einlaßventile von Haupt- und Hilfsturbine kann ferner zusätzlich in Abhängigkeit
vom Flüssigkeitsstand in der Trommel des Dampferzeugers beeinflußt und hierbei der
Flüssigkeitsstandregler vom Druck des Frischdampfes korrigiert werden. Schließlich
kann der Flüssigkeitsstandregler auf ein in der Speisewasserleitung vorgesehenes
Drosselventil einwirken, um in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen den Drucken
vor und hinter diesem Drosselventil die Einlaßventile von Haupt- und Hilfsturbine
zu beeinflussen. Hierbei kann das Steuergestänge einen Schwinghebel aufweisen, dessen
Schwenklager in Abhängigkeit von der die Zusatzregelung bewirkenden Betriebsgröße
des Dampferzeugers längs verschiebbar ist.
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Auf den Zeichnungen ist die Erfindung in den Fig. i bis 3 in verschiedenen
Ausführungen beispielsweise veranschaulicht.
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Fig. i der Zeichnung zeigt als erstes Ausführungsbeispiel eine Dampfkraftanlage
mit einem Dampferzeuger 1o, der eine Ölfeuerung und eine mit Zwanglauf arbeitende
Trommel enthält. Der in dem Dampferzeuger io erzeugte Dampf wird durch die Frischdampfleitung
i i einer Hilfsturbine 12 zugeführt, deren Abdampf in eine Hauptturbine 13 strömt,
die zum Antrieb irgendeiner Arbeitsmaschine, z. B. eines. Stromerzeugers, dient.
Der Abdampf der Hauptturbine 13 wird im Kondensator 1.I niedergeschlagen. Das Kondensat
wird in dem Behälter 15 gesammelt und von diesem durch die Kondensatpumpe 16 und
die Leitung 17 der Kesselspeisepumpe i8 zugeführt, welche durch die Leitung 1g in
die Trommel des Dampferzeugers 1o speist.
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Die Hilfsturbine 12 ist mittels der Welle 20 entweder unmittelbar
wie beim Ausführungsbeispiel oder mittelbar über irgendwelche Zwischengetriebe mit
der Kesselspeisepumpe 18, der Brennstoffpumpe 21 sowie dem Brennluftgebläse 22 gekuppelt.
Die Frischdampfzufuhr zur Hilfsturbine i2 erfolgt vorzugsweise durch mehrere Teileinlaßventile
23, die von beliebiger Form sein können. Die Ventile 23 werden durch Federn 24 geschlossen
gehalten, die über den Balken 25 auf die Ventile einwirken. Den Federn -2¢ arbeitet
ein Regler 26 entgegen, der von einem Druckzylinder 27 und einem Kolben 28 gebildet
wird. Im Druckzylinder 27 ist außer dem - Kolben 28 eine Feder 30 vorgesehen,
die den Kolben und mit diesem über die Kolbenstange 2g sowie den Balken 25 die Ventile
23 in die Schließstellung zu bringen versucht. Der Feder 3o wirkt der Frischdampfdruck
entgegen, der sich in der Druckkammer des Zylinders 27 infolge ihrer Verbindung
durch die Leitung 31 Init der Frischdampfleitung i i einstellt. Die Ventile 23 werden
also in Abhängigkeit vom Frischdampf druck in der Leitung i i gesteuert.
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Der Abdampf der Hilfsturbine 12 wird durch die Leitung 32 und das
Einlaßventil 33 der Hauptturbine 13 zugeführt. Die Spindel 34 des Einlaßventils
33 greift in der Mitte eines Schwinghebels 35 an. Das linke Ende dieses Schwinghebels
35 kann durch einen Regler 36 verstellt werden, der entweder von Hand oder selbsttätig,
z. B. von einem von der Welle der Hauptturbine 13 angetriebenen Fliehkraftregler,
betätigt wird. Das andere Ende des Schwinghebels 3 5 wird durch einen Fliehkraftregler
37 verstellt, der über das hegelradgetriebe 38 von der Welle 2o der Hilfsturbine
12 angetrieben wird. Der Fliehkraftregler 37 ist so ausgelegt, daß er nur bei unzulässigen
Drehzahlsteigerungen der Hilfsturbine 12 anspricht und über den Schwingliebe135
sowie die Spindel 34 auf das Einlaßventil 33 der Hauptturbine 13 einwirkt.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Anlage ist folgende: Es sei angenommen,
daß sich die Anlage im Gleichgewichtszustand befindet. In diesem Zustand nimmt das
Einlaßventil 33 eine mittlere Offensbellung ein, in der so viel Abdampf der Hilfsturbine
12 in die Hauptturbine 13 strömen kann, daß diese die anfallende N ormallast zu
übernehmen in der Lage ist. Die Drehzahl der Hilfsturbine 12 steht dabei in einem
bestimmten Verhältnis zu der Dampfzufuhr zur Hauptturbine 13. Die Kesselspeisepumpe
18, die Brennstoffpumpe 2i sowie.das Brennluftgebläse 22 werden daher mit einer
solchen Drehzahl angetrieben, daß der Dampferzeuger io den von den beiden Turbinen
12 und 13 verarbeiteten Dampf hergibt.
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Nimmt jetzt die Belastung der Hauptturbine 13 zu, so wird der Lastregler
36 so verstellt, daß das Einlaßventi133 weiter geöffnet wird. Dies hat zur Folge,
daß der Gegendruck der Hilfsturbine i2 etwas fällt. Damit steigt das Druckgefälle,
und die Hilfsturbine 12 beginnt mit höherer Drehzahl zu laufen. Die Erhöhung der
Turbinendrehzahl bedingt wiederum eine Leistungserhöhung der Kesselhilfsmaschinen
18, 21 und 22, so daß dem Dampferzeuger 1o mehr Kondensat, mehr Brennstoff und schließlich
mehr Brennluft zugeführt werden. Beim Absinken des Gegendruckes der Hilfsturbine
12 wird gleichzeitig
ein Druckabfall in der Frischdampfleitung i
i eintreten, der zur Folge hat, daß die Ventile 23 ein wenig geschlossen werden,
da der Regler 26 das Bestreben hat, den Druck in der Leitung i i gleichbleibend
zu halten. Trotz-. dem wird die Hilfsturbine 12 mit einer Drehzahl umlaufen, die
etwas größer ist als vor dem Wechsel.
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Nach Ablauf einer gewissen Zeit, die von dem Leistungsvermögen des
Dampferzeugers io abhängt, wird die Dampfzufuhr wieder vermehrt und der Druck in
der Frischdampfleitung i i wieder erhöht. Der Druckregler 26 wird daher die Ventile
23 wieder etwas öffnen und so die Dampfzufuhr zu der Hilfsturbine 12 und damit auch
zur Hauptturbine 13 derart vergrößern, daß letztere die erhöhte neue Last übernehmen
kann. Die Vergrößerung der Dampfzufuhr zur Hilfsturbine 12 wird auf deren Drehzahl
nur einen geringen Einfluß haben, da bei einer Vergrößerung der Dampfzufuhr der
Gegendruck entsprechend steigen wird, so daß das Druckgefälle im wesentlichen unverändert
bleibt. Sobald die Dampfzufuhr zur Hauptturbine 13 den Wert erreicht hat, der der
neuen Last entspricht, kann das Einlaßventil33 durch den Regler36 wieder etwas geschlossen
werden. Diese Bewegung des Einlaßventils 33 im Sinne einer Schließung wird den Gegendruck
der Hilfsturbine 12 erhöhen, dadurch das Druckgefälle vermindern und sich so auch
in einer Drehza.'hlverringerung der Welle 2o auswirken. Die Kesselhilfsmaschinem
18, 21 und 22 werden wieder mit geringerer Drehzahl angetrieben, ihre Leistung wird
dem neuen Gleichgewichtszustand angepaßt.
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Für den Fall, daß die Belastung der Hauptturbine sinkt, wird die Dampfzufuhr
durch eine entsprechende Verstellung des Reglers 36 verringert werden. Der Gegendruck
der Hilfsturbine 1a wird dadurch erhöht; die Drehzahl der Hilfsturbine 12 wird ein
wenig geringer, wodurch sich in umgekehrter Weise wie bei der Lasterhöhung eine
Leistungsverminderung des Dampferzeugers io ergibt.
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Sollte das Einlaßventil 33 der Hauptturbine 13 in Auswirkung einer
plötzlichen Lasterhöhung sehr schnell geöffnet werden, so besteht die Gefahr, daß
der plötzliche Abfall des Gegendruckes der Hilfsturbine i2 diese auf eine unzulässig
hohe Drehzahl bringt, welche die Turbine und die von ihr angetriebenen Hilfsmaschinen
gefährdet. Eine solche unzulässige Drehzahlsteigerung der Hilfsturbine i2 wird durch
den Fliehkraftregler 37 v ermieden, indem dieser über das Gestänge 35 und 34 das
Einlaßventil 33 der Hauptturbine 13 im Sinne einer Schließbewegung betätigt. Dadurch
wird der Gegendruck der Hilfsturbine 12 in einem solchen Maße erhöht, daß ihre Drehzahl
auf den zulässigen Grenzwert absinkt.
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Fig. 2 der Zeichnung zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Abweichung vom Ausführungsbeispiel der Fig. i ist hier dem Einlaßventil-33 der
Hauptturbine 13 ein Regelventil 41 vorgeschaltet. Das Einlaßventil 33 wird nunmehr
ausschließlich von dem Lastregler 4o beeinflußt, während das vorgeschaltete Ventil
41 ausschließlich dein Einfluß des Fliehkraftreglers 37 untersteht. Da., wie schon
oben erwähnt wurde, der letztere Fliehkraftregler so ausgelegt ist, daß er nur bei
Überschreitung einer bestimmten Drehzahl der Hilfsturbine 12 anspricht, wird auch
das Hilfsventil 41 nur in solchen Fällen tätig werden.
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Mit der beschriebenen und dargestellten Einrichtung wird den Hauptschwankungen
der Anlage im wesentlichen Rechnung getragen. Um darüber hinaus- eine zusätzliche
Feinregelung durchzuführen, muß eine Beeinflussung der Brennluft-, Brennstoff- und
Kesselspeisewassermengen erfolgen. Diese Beeinflussung kann dadurch geschehen, daß
man den Zustrom des Brennstoffes und der Brennluft in Abhängigkeit vom Wasserstand
in der Trommel des Dampferzeugers io verändert.
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Nach Fig. i der Zeichnung ist die Trommel 45 des Dampferzeugers io
mit einem Schwimmer 46 versehen, der über ein Steuergestänge 47, 48 und 49 auf die
Drosselklappe 5o in der Druckleitung des Brennluftgebläses 22 einwirkt. In Abhängigkeit
hiervon wird die durch die Leitung 62 von der Pumpe 21 geförderte Brennstoffmenge
durch die Regler 52 und 53 beeinflußt. Der Mengenregler 52 besitzt ein Gehäuse 54
mit einer Membran 55, die das Gehäuse in zwei Druckkammern unterteilt. Die rechts
von der Membran 55 liegende Druckkammer ist durch eine Leitung 56 an die Druckleitung
51 des Brennluftgebläses 22 angeschlossen, und zwar vor einer Düse 57, die in dieser
Druckleitung vorgesehen ist. Die links der Membran 55 liegende Druckkammer ist durch
eine Leitung 58 mit der Druckleitung 51 hinter der Düse 57 verbunden. Ähnlich ist
der Regler 53 aufgebaut. Das Gehäuse 59 dieses Reglers wird ebenfalls durch eine
Membran 53 in zwei Druckkammern unterteilt. Die Kammer links von der Membran 6o
ist durch die Leitung 61 mit der Brennstoffleitung 62 vor einer in dieser vorgesehenen
Düse 63 verbunden. Die rechts der Membran 6o liegende Kammer ist durch die Leitung
64 an die Brennstoffleitung 62 hinter der Düse 63 angeschlossen. Die Bewegungen
der Membranen 55 und 6o der beiden Regler 52 und 53 werden über Stangen 65 und 66
auf einen Schwinghebel 67 übertragen. Im Punkt 68 dieses Schwinghebels 67
greift ein
Hebel 69 an, der um einen Festpunkt 70 schwenkbar und
über einen weiteren Hebel 71 mit einer in der Brennstoffleitung 62 angeordneten
Drosselklappe 72 gekuppelt ist.
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Steigt @ die Fördermenge der Brennstoffpumpe 21 über das angeforderte
Maß, so wird dieser Überschuß über die Leitung 73 einem Speichertanlc 74 zugeleitet.
Dabei mag in der Leitung 73 ein Rückschlagventil 75 vorgesehen werden, das auf einen
bestimmten Flüssigkeitsdruck in der Leitung eingestellt ist.
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Die Arbeitsweise der zusätzlichen Feinregelung ist folgende: Fällt
der Flüssigkeitsspiegel in der Trommel 45 des Dampferzeugers io unter einen bestimmten
Betrag, so wird vom Schwimmerregler 46 aus selbsttätig die Zufuhr des Brennstoffes
und der Brennluft zur Feuerung des Dampferzeugers verringert. Dies hat zur Folge,
daß der Frischdampfdruck fällt. In Abhängigkeit von diesem Abfall des Frischdampfdruckes
werden die Ventile 23 der Hilfsturbine 12 vom Kraftkolben 26 im Sinne einer
Schließbewegung betätigt. Die Hauptturbine 13 wird infolge verringerter Dampfzufuhr
eine kleinere Drehzahl annehmen, so daß zwecks Drehzahlerhöhung mittels des Lastreglers
36 das Einlaßventil 33 mehr geöffnet werden muß. Diese Öffnung des Einlaßventils
33 bewirkt, wie schon oben erläutert worden ist, eine Verminderung des Gegendruckes
und damit eine Erhöhung des Druckgefälles der Hilfsturbine 12. Die Drehzahl der
Hilfsturbine 12 wird größer, wodurch die Fördermenge der Kesselspeisepumpe 18 so
vergrößert wird, daß der Flüssigkeitsstand in der Trommel 45 wieder den Ausgangswert
annimmt. Steigt der Flüssigkeitsspiegel in der Trommel 45, so wird die Brennstoff-
und Brennluftzufuhr zur Feuerung des Dampferzeugers io wieder allmählich erhöht
und damit auch eine Verstärkung der Dampferzeugung herbeigeführt.
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Sollte der Flüssigkeitsspiegel in der Trommel 45 einen vorbestimmten
Wert überschreiten, so wird die Brennluft- und Brennstoffzufuhr zur Feuerung des
Dampferzeugers io zum Zwecke einer Verstärkung der Dampferzeugung erhöht. Die hierdurch
bedingte Druckerhöhung in der Leitung i i bewirkt, daß die Ventile 23 mehr geöffnet
werden und daß infolgedessen mehr Dampf der Hilfsturbine 12 zugeführt wird. Da jedoch
das Einlaßventil 33 der Hauptturbine 13 vom Lastregler 36 so gedrosselt wird, daß
nur so viel Dampf in die Hauptturbine 13 strömt, wie der Turbinenbelastung entspricht,
so wird der Gegendruck in der Leitung 32 ansteigen und das Druckgefälle der
Hilfsturbin° 12 fallen. Demgemäß wird die Hauptturbine 12 ein wenig an Geschwindigkeit
verlieren, wudurch wiederum die Leistung der von ihr angetriebenen Kesselhilfsmaschinen
vermindert wird.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 wiedergegeben.
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Die dort dargestellte Anlage besitzt wiederum einen Dampferzeuger
i io, der durch die Leitung i i i und das Regelventil 112 an die Hilfsturbine 113
angeschlossen ist. Der Abdampf der Hilfsturbine 113 wird durch die Leitung
114 der Hauptturbine i 15 zugeführt, wobei die Dampfzufuhr durch ein Ventil i 16
gesteuert
wird. Die Hauptturbine i 15 treibt über die Welle 117 eine nicht dargestellte
..@rbeitsmaschine, z. B. einen Stromerzeuger. Der Abdampf der Hauptturbine i i 5
wird in dem Kondensator i 18 niedergeschlagen. Das gewonnene Kondensat fließt durch
die Leitung i19 zum Sammelbehälter 120, von dem es durch die Leitung 121 von der
Kondensatpumpe r22 angesaugt und durch die Leitung 123 der Kesselspeisepumpe 124
zugeführt wird, die dann weiter durch die Leitung 125 in den Dampferzeuger i io
fördert. Die Kesselspeisepumpe 124 ist als Kolbenpumpe ausgebildet, die in üblicher
Weise aus einem Zylinder 126 und einem Förderkolben 127 besteht. Der Antrieb
des Förderkolbens 127 erfolgt -über die Kolbenstange 128 mittels des ockens 129,
der auf der Antriebswelle 130 der Hilfsturbine 113 befestigt ist. Zur Rückführung
des Förderkolbens i27 dient eine Druckfeder 131. Klappenventile 132 und
133
besorgen die Steuerung des Ein- und Auslasses.
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Die Hilfsturbine 113 treibt wie bei den vorbehandelten Ausführungsbeispielen
außer der Kesselspeisepumpe 124 auch noch das Brennluftgebläse 134 und die Brennstoffpumpe
135 an. Die Brennluft wird vom Gebläse 134 durch den Stutzen 136 angesaugt
und durch die Leitung 137 dem Dampferzeuger iio zugeführt. Die Saugseite der Brennstoffpumpe
135 ist mittels der Leitung 138 an den Brennstofftank 139 angeschlossen,
während die Druckseite der Pumpe über die Leitung 140 mit dem Dampferzeuger io verbunden
ist.
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Das Einlaßventil 112 der Hilfsturbine 113 und das 1?inlaßventil 116
der Hauptturbine i 15 besitzen bei der vorliegenden Ausführung eine gemeinsame Steuerung.
Das Einlaßventil 112 der Hilfsturbine 113 wird durch die Druckfeder i 12' in der
Schließstellung gehalten und durch das Steuerungsgestänge i.ii bis 144. geöffnet.
Der Gestängeteil 1.14 bildet gleichzeitig die Spindel des Einlaßventils i 16 der
Hauptturbine i i5.
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Als Regler dient ein Fliehkraftregler 145, der über das Kegelradgetriebe
146 von der Welle 147 der Hauptturbine i 15 angetrieben wird. Die Regelbewegungen
des Fliehkraftreglers
145 werden über eine hydraulische Steuerung
auf das Steuergestänge der beiden Einlaßventile 112 und 116 übertragen. Diese hydraulische
Steuerung besteht aus, dem Steuerschieber 148 und dem Kraftkolben 149. Der Steuerschieber
148 wird von dem Gehäuse 150 gebildet, in dem die beiden Kolben 151 und 152
auf der Reglerstange 153 angeordnet sind. Der Kraftkolben- 1q.9 besitzteinenDruckzylinder
154 und den eigentlichen Kolben 155. Zur Verbindung von Steuerschieber i48 und Kraftkolben
149 dienen die beiden Leitungen 156 und 157. Die Zufuhr der Druckflüssig-. keit
zum Steuerschieber 148 erfolgt durch die Leitung 158, während die Leitungen 159
und 16o wechselweise die Druckflüssigkeit abführen. Die Kolbenstange 161 des Kolbens
155 greift bei 162 an dem Ende eines Schwinghebels 163 an, der um den Festpunkt
164 schwenkbar gelagert ist. Das rechte Ende dieses Hebels 163 ist über das Kniegelenk
165 und 166 mit der Spindel 144 des Einlaßventils i 16 der Hauptturbine 115 gekuppelt.
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Abgesehen von der zusätzlichen Feinregelung, auf die später noch eingegangen
wird, werden die Leistungen der Kesselhilfsmaschinen selbsttätig in Übereinstimmung
mit dem Dampfbedarf derHauptturbine geregelt. Durch entsprechende Einstellung der
Gestängeverbindung zwischen den beiden Einlaßventilen 112 und 116 kann die Drehzahl
der Hilfsturbine 113 so eingeregelt werden, daß sie in Übereinstimmung mit der Dampfzufuhr
zur Hauptturbine verändert werden kann.
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Im Gleichgewichtszustand wird die Hauptturbine mit einer bestimmten
Belastung arbeiten, und die Kesselhilfsmaschinen werden mit einer solchen Drehzahl
angetrieben, daß der dem Gleichgewichtszustand der Hauptturbine entsprechende Dampfbedarf
gedeckt wird. Wird jetzt der Gleichgewichtszustand aus irgendeinem Grundre, z. B.
durch Zunahme der Belastung der Hauptturbine gestört, so wird die letztere etwas
in ihrer Drehzahl abfallen. Damit werden auch die Fliehgewichte des Fliehkraftreglers,
145 um einen gewissen Betrag heruntergehen. Dies hat wieder zur Folge, daß über
die Reglerstange i53 die Steuerkolben 151 und 152 nach oben gedrückt werden, wodurch
eine Verbindung der Zuflußleitung 158 mit der zum Kraftkolben 149 führenden Leitung
156 hergestellt wird. Der Kolben 155 wird auf seiner oberen Fläche beaufschlagt,
der Schwinghebel 163 wird im umgekehrten Uhrzeigersinn um den Festpunkt 16.1. verschwenkt.
Über 165 und 166 wird das Einlaßventil 116 der Hauptturbine 1i5 im Öffnungssinne
bewegt und gleichzeitig über 144 und 141 das Einlaßventil 112 der Hilfsturbine 113
entsprechend geöffnet. Normalerweise wird das Einlaßventi1116 um einen etwas größeren
Betrag geöffnet werden als das Ventil 112. Der Gegendruck der Hilfsturbine 113 wird
daher bei der neuen Stellung der Ventile etwas geringer sein als in der Ausgangsstellung.
Das Druckgefälle derHilfsturbine ist so in der neuen Stellung der Ventile etwas
größer, so daß auch die Drehzahl der Hilfsturbine und damit die Leistungen der von
ihr angetriebenen Kesselhilfsmaschinen im Verhältnis zu der erhöhten Dampfzufuhr
zur Hauptturbine ein wenig größer werden. Umgekehrt wird bei einer Verminderung
der Belastung der Hauptturbine die Drehzahl der Hilfsturbine und damit die Leistung
der Kesselhilfsmaschinen abnehmen.
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Da die Drehzahl der Hilfsturbine vom Druckgefälle abhängig ist, können
zusätzliche Mittel zur Beeinflussung dieses Druckgefälles vorgesehen und durch diese
die Drehzahl geregelt werden. Diese Mittel können darin bestehen, daß man die Gestängeverbindung
zwischen den Ventilen 112 und 116 so beeinflußt, daß das Verhältnis der öffnungs-
und Schließbewegungen dieser Ventile zueinander entsprechend den vorliegenden Anforderungen
des Dampferzeugers geändert wird.
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Zu diesem Zwecke sind nach der Erfindung zusätzliche Regeleinrichtungen
vorgesehen, die in Abhängigkeit von der durch die Frischdampfleitung strömenden
Dampfmenge und in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in der Trommel des Dampferzeugers
arbeiten. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Schwinghebel 1q.2, der
die Ventilspindeln 141 und 144 miteinander verbindet, zwischen seinen beiden Enden
bei 167 um ein Lager i68 schwenkbar angeordnet. Der Hebel 142 ist dabei mit einem
Längsschlitz i69 versehen, in den der Schwenkzapfen des Lagers 168 eingreift. Das
Lager 168 ist auf dem Schlitten 170 längs verschiebbar. Die Längen
der Ventilspindeln 141 und 144 sind im Verhältnis zum Schwinghebel 142 so bemessen,
daß dieser Hebel im wesentlichen parallel zgm Schlitten i7o liegt, wenn die Ventile
in ihrer größten Offenstellung sind. Sind die Ventile in einer mittleren Stellung,
so wird der Hebel 142 eine Winkellage zum Schlitten 17o annehmen.
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Das Schwenklager 168 kann in Abhängigkeit von Druckunterschieden in
der Kondensatleitung 123 verstellt werden. Um diese Druckunterschiede zu erhalten,
ist in der letzteren Leitung ein regelbares Drosselventil 171 vorgesehen. Der hierdurch
entstehende Druckabfall in der Leitung123 wird von einem Druckmesser 172 gemessen,
der in üblicher Weise aus dem Gehäuse 173, der Druckmembran 174, den beiden Impulsleitungen
175, 176 sowie der Reglerfeder 177 besteht. Der Ausschlag dieses Druckmessers 172
wird über
die Stange 178 auf die beiden Steuerkolben 179 und iSo
übertragen, die in dein Steuerzylinder igi längs verschiebbar geführt sind. Der
Steuerschieber 179 bis iSi dient zur Steuerung eines Kraftkolbens, der aus dein
Druchzvlinder 182 und dein Kolben 183 besteht. Der Kolben 1,93 ist
über die Stange 184 mit denn Schwenklager 168 des Regelgestänges der beiden Ventile
i 12 und i 16 gekuppelt. Die Zufuhr der Steuerflüssigkeit zum Steuerzvlinder 181
erfolgt mittels der Leitung 153. Die Verbindung des Steuerzylinders icgi mit den
beiden Druckkammern des Druckzylinders 182 wird durch die Leitungen 186. und 187
hergestellt. Die Leitungen 188 und 189 dienen zur Abfuhr der Steuerflüssigkeit aus
dem Steuerzylinder 181.
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Zur Einstellung des in der KondensatleitUng123 vorgesehenen Drosselventils
171 sind zwei Regler vorgesehen, nämlich der Mengenregler igo und der Wasserstandsregler
igi. Der -i%Iengenregler igo besitzt ein Gehäuse ig2, das durch die Membran 193
in zwei Kammern unterteilt wird. Die links dieser Membran befindliche Kammer ist
durch die Leitung 194 mit der Frischdampfleitung i i i verbunden, und zwar vor einer
in dieser vorgesehenen Düse 193. Die rechts der Membran 193 befindliche Kammer ist
durch die Leitung 196 an eine hinter der Düse 195 liegende Stelle der Frischdampfleitung
i i i angeschlossen. Eine Feder 197 bestimmt die Charakteristik des :Mengenreglers
igo. In ähnlicher Weise besitzt der Wasserstafidsregler tgi ein Gehäuse 198 mit
einer Membran igg. Die Membran 199 teilt das Innere des Gehäuses 198 wieder in zwei
-Kammern. Als Impulsgeber dient ein Schwimmer Zoo in der Troinme1201 des Dampferzeugers
iio. Die Be-,vegung des Schwimmers Zoo wird über das Gestänge -2o2, 203,
das um 2o4 schwenkbar ist, auf die beiden Balgmembranen 205 und 2o6 übertragen.
Von diesen beiden :Membranen 2o5 und -2o6 führen Verbindungsleitungen 207 und 2o8
zu den beiden Kammern des Wasserstandsreglers igi. Der Ausschlag der Membranen 193
und zgg der beiden Kammern igo und igi wird über die Stangen 2o9 und 2io auf einen
Scliwingliebel 2i i übertragen, der bei 212 an einen Hebel 213 angelenkt ist. Das
eine Ende des letzteren Hebels -213 ist im Festpunkt 214 schwenkbar gelagert, während
das andere Ende an einer Stange 2 i 5 angreift, die mit dem Verstellhebel216 des
Drosselventils 171 gekuppelt ist.
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Die Arbeitsweise der gezeichneten Regeleinrichtung ist folgende: Es
sei zunächst angenommen, daß sich die Einrichtung entsprechend einer Normalbelastung
der Hauptturbine in der mittleren Ausgangsstellung befindet. Tritt jetzt eine Belastungszunahme
der Hauptturbine ein, so werden zur Deckung des erhöhten Dampfbedarfes die Einlaßventile
i i2 und 116 izelzr geöffnet. Die Erhöhung der durch die Frischdampfleitung i i
i strömenden Dampfmenge verursacht einen Druckabfall hinter der Düse i e13 und damit
einen entsprechenden Druckabfall in der rechten Kammer des Reglers igo. Die Reglerstange
2o9 wird nach rechts bewegt. Bleibt hierbei der Wasserstand in der Trommel 2oi des
Dampferzeuger: iio gleich, so ändert sich an der Stellung des Wasserstaindsregiers
igi nichts. Der Schwinghebel 211 wird daher von der Reglerstaiige 2o9 iiii L'hrzeigersinn
verschwenkt. Der finit dein Schwinghebel 211 gekuppelte Steuerhebel 213
wird
nach rechts verschwenkt und mit ihm gleichzeitig die Stange 2 i
5 nach rechts verschoben. Der Verstellhebe1216 wird iin umgekehrten L'hrzeigersinn
verdreht und dadurch das Drosselventil 171 mehr geöffnet.
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Hat in letzterem Betriebsfall bei einer Änderung der Stellung der
Einlaßventile i 12 und 116 die Hilfsturbine 113 ihre Drehzahl imVerhältnis der verstärkten
Danipiströmung durch die Frischdampfleitung i i i nicht erhöht und hat als Folge
hiervon die Leistung der Kesselspeisepumpe 124 im Verhältnis zu der Offnungsbewegung
des Drosselventils 171 nicht zugenommen, so wird der Druck in der linken Kammer
des Differenzdruckznessers 172 zunehmen, wodurch der Steuerschieber 179,i 8o nach
rechts verschoben wird. Die rechte Druckkammer des DrückzvIiilderS 182 wird über
die Leitung 187 mit der Zuflußleitung 185 verbunden, so daß der Kolben 183 und mit
diesem über die Stange 184 das Schwenklager 168 auf dein Schlitten 170
nach
links verschoben werden. Der Schwenkzapfen 167 wird in dem Schlitz 169 des Schwinghebels
142 ebenfalls nach links bewegt. Hierdurch wird der Schwinghebel 142 im umgekehrten
Lthrzeigersinn verschwenkt, was zur Folge hat, daß das Einlaßv entil i 12 der Hilfsturbine
113 unter der Wirkung der Feder 112' mehr geschlossen werden kann.
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Diese Bewegung des Ventils i 1-2 ergibt eine Verminderung- der Dampfzufuhr
zur Hauptturbine 115. Die Drehzahl dieser Turbine wird ,absinken, und der von ihr
angetriebene, Flielikraftregler 145 wird versuchen, das Einlaßventil 116 wieder
zu öffnen. Sobald das letztere Ventil weiter geöffnet ist, wird der Druck in der
Leitung i i4 absinken. Das Druckgefälle der Hilfsturbine 13 wird größer, ihre Drehzahl
nimmt zu, und infolgedessen steigen auch die Drehzahl und die Leistung der Kesselspeisepunipe
124. Die Drehzahl der Hilfsturbine 113 wird in dieser Weise zunehmen, bis der Druckabfall
im Drosselventil 171 den vorbestiinniiten gleichbleibenden
Wert
annimmt. Die Bewegung des Kraftkolbens 182 und damit die <des Schwenklagers 168
wird abgeschlossen. Die Hilfsturbine 113 wird so auf die geeignete Drehzahl Leingeregelt,
und die Anlage wird für den neuen Lastzustand ins Gleichgewicht gebracht.
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Wenn umgekehrt die Verstellung der Einlaßventile 112 und i16 bei einer
Lasterhöhung der Hauptturbine 115 eine starke Drehzahlerhöhung der Hilfsturbine
verursacht hat und infolgedessen die Leistung der Kesselspeisepumpe 12.1. mit Bezug
auf die neue Stellung des Drosselventils 171 unverhältnismäßig erhöht worden ist,
so wird der Druckabfall durch das Drosselventil 171 den gleichbleibenden Regelwert
überschreiten. Demgemäß wird der Druck in der linken Druckkammer des Reglers 172
fallen, so daß die Membran 17.1. und der Steuerschieber 179 und icgo nach links
bewegt werden. Der Kraftkolben 183 wird dadurch nach rechts bewegt und mit ihm in
gleicher Richtung das Schwenklager 168. Durch .die Verschiebung des Schwenklagers
168 nach rechts wird der Schwinghebel 1:1.2 im Uhrzeigersinn verschwenkt und hierdurch
das Einlaßv entil 112 der Hilfsturbine 113 mehr geöffnet. Die hierdurch bedingte
Erhöhung der durch die Hilfsturbine strömenden Dampfmenge ergibt eine gewisse Drehzahlsteigung
der Hauptturbine 115, die wiederum eine Bewegung des Einlaßventils im Sinne einer
Verringerung des Durchflußquerschnittes zur Folge hat. Der.Gegendruck der Hilfsturbine
113 wird steigen, das Druckgefälle fällt, und es fällt damit die Drehzahl der Hilfsturbine
und hieraus folgend auch dieLeistung der Kesselspeisepumpe 124. Diese Regelung wird
fortgesetzt, bis der Druckabfall im Drosselventil 171 wieder den festgelegten Normalwert
erreicht, bei welchem die Membran 174 des Reglers 172 die neutrale Mittelstellung
einnimmt und die Anlage sich im Gleichgewicht befindet.
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Vorstehend ist die zusätzliche Beeinflussung der Einlaßventile 112
und 116 in Abhängigkeit von der in der Leitung 123 strömenden Kondensatmenge geschildert
worden. Eine weitere zusätzliche Beeinflussung ergibt sich in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand
in der Trommel 2o1 des Dampferzeugers 1 i o. Es sei angenommen, daß dieser Wasserstand
unter einen bestimmten Wert gesunken ist. Der Schwimmer Zoo hat über das Gestänge
202 und 2o3 die Balgmembran 2o6 zusammengedrückt und dadurch den Druck in der Leitung
2o8 sowie in der linken Druckkammer des Reglers igi erhöht. Die letztere Druckerhöhung
hat zur Folge, daß die Membran i99 über das Gestänge 210, 211, 212 und 213 sowie
215 den Verstellhebe1216 im umgekehrten Uhrzeigersinn verschwenkt und dadurch das
Drosselventil 171 mehr öffnet. Die öffnung des Drosselventils 171 bewirkt eine Änderung
des Differenzdruckes vor und hinter dem Ventil, wodurch in der gleichen Weise, wie
schon oben beschrieben worden ist, vom Regler 172 über die hydraulische Steuerung
das Gestänge der Einlaßventile i 12 und 116 so verstellt wird, daß sich die Drehzahl
der Hilfsturbine erhöht. Damit nehmen die Drehzahl und die Leistung der Kesselspeisepumpe
124 zu, und der Wasserstand in der Trommel toi des Dampferzeugers i io wird auf
den Normalwert zurückgebracht.
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Bei dieser Rückführung auf den Normalwert oder beim Ansteigen des
Wasserstandes über den Normalwert hinaus wird die umgekehrte Regelung einsetzen.
Das Drosselventil 171 wird mehr geschlossen, und hierdurch werden auf dem geschilderten
Wege die Drehzahl der Hilfsturbine und die Leistung der Kesselspeisepumpe verringert.
Infolge der Verbindung der Regler igo und 191 durch den Schwinghebel 211 kann, wie
gezeigt ist, das Drosselventil 171 in der Kondensatleitung 123 in Übereinstimmung
mit dem Unterschiedsregelwert der beiden Regler beeinflußt werden.
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Als weitere zusätzliche Regelung ist eine Regelung der Brennluft und
des Brennstoffes vorgesehen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist an die Frischdampfleitung
i i i mittels der Leitungen 196 und 219 ein Druckkolben 2i7 und 218 angeschlossen,
der über das Gestänge z2o und 221 mit einer Drosselklappe 222 in derDruckleitung
137 des Brennluftgebläses 134 gekuppelt ist. Die im Druckzylinder 217 vorgesehene
Druckfeder 223 dient dazu, den Kolbern2i8 und damit die Drosselklappe 222 in einer
Mittellage zu halten.
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Das Verhältnis zwischen Brennluftmenge und Brennstoffmenge wird durch
die Regler 224 und 225 hergestellt. Der Regler 224 besitzt ein Gehäuse 226 mit einer
Membran 227, die das Gehäuse in zwei Druckkammern teilt. Die linke Druckkammer ist
durch eine Leitung 228 mit der Druckleitung 137 des Brennluftgebläses ij.I vor einer
in der Druckleitung vorgesehenen Düse 229 verbunden, während die rechte Druckkammer
des Reglers 22d. durch die Leitung 23o an die Druckleitung 137 hinter der Düse 229
angeschlossen ist. Ähnlich ist der Regler 225 aufgebaut und angeordnet. Er besitzt
ebenfalls ein Gehäuse, 231, das durch eine Membran 232 in zwei Druckkammern unterteilt
ist. Die rechte Druckkammer ist über die Leitung 233 vor einer Düse 234 an die Brennstoffleitung
i.4o und die linke Druckkammer über eine Leitung 235 hinter dieser Düse an die Brennstoffleitung
angeschlossen.
Die Anschläge der Membran 227 und 232 werden über die Reglerstangen 236 und 237
auf einen Schwinghebel 238
übertragen, an dessen Mitte bei 239 der um den
Festpunkt 2.4i schwenkbare Hebel 24.0 angreift. Der Schwenkhebel 240 ist über ein
Gestänge 24:?- mit einem Drosselventil 2q.3 in der Brennstoffleitung 140 gekuppelt.
Der Überschuß des von der Brennstoffpumpe 135
geförderten Brennstoffes wird
durch die Leitung 244, die mit einem Rückschlagventil 24.5 versehen sein mag, in
den Brennstoffbehälter 139 zurückgeführt.
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Die Arbeitsweise der letztbeschriebenen zusätzlichen Regeleinrichtung
ist folgende: In der Annahme,, daß der Druck in der Frischdampfleitung i i i abnimmt,
wird die Drosselklappe 222 in der Brennluftleitung 137
mehr geöffnet;
die Zufuhr der Brennluft zur Feuerung wird erhöht. Um bei dieser Erhöhung gleichzeitig
die notwendige Brennstoffmenge in der Feuerung zur Verfügung zu haben, greifen jetzt
die Regler 22d. und 225 ein.
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Sobald die durch die Düse 229 in die Leitung 137 strömende Luftmenge
zunimmt, wird der Druck in der linken Druckkammer der Membran 227 des Reglers 22.a.
ebenfalls zunehmen. Die Reglerstange 236 wird sich nach rechts bewegen und wird
hierbei den Schwinghebel 238 um seinen unteren Drehpunkt nach rechts v erschwenken.
Der Hebel 240 wird dabei ebenfalls nach rechts bewegt. Das Drosselventil 243 wird
über das Gestänge 2q.2 mehr geöffnet. Die Öffnung des Drosselventils 2.a#3 hat eine
Mengenerhöhung des durch die Düse 234 strömenden Brennstoffes zur Folge. Der Druck
in der rechten Kammer des Reglers 225 nimmt zu, die Reglerstange 237 wird nach links
bewegt, der Schwinghebel 238 wird jetzt um sein oberes Ende nach links verschwenkt,das
Drosselventil 2q.3 wird wieder etwas mehr geschlossen. Umgekehrt wird bei einer
Druckerhöhung in der Frischdampfleitung i i i die Drosselklappe 222 in der Brennluftleitung
137 mehr geschlossen. Hieraus ergibt sich eine zur Brennluftzufuhr verhältnisgleiche
Abnahme der Brennstoffzufuhr zur Feuerung des Dampferzeugers. Aus der vorgehenden
Beschreibung ergibt sich, daß die gesamte Kraftanlage im wesentlichen selbsttätig
in Abhängigkeit von Belastungsschwankungen der Hauptturbine geregelt wird. Während
des Normalbetriebes ist das Übersetzungsverhältnis im Verbindungsgestänge der Einlaßventile
der Hilfs-und Hauptturbine im wesentlichen unverändert. Ebenso ist bei normalen
Lastschwankungen der Flüssigkeitsstand in der Kesseltrommel im großen und ganzen
gleichbleibend, da die von der Kesselspeisepumpe geförderte Flüssigkeitsmenge in
Übereinstimmung mit den Druckschwankungen in der Frischdampfleitung geregelt wird.
Bei größeren Schwankungen wird sich der Flüssigkeitsstand in der Kesseltrommel nach
der einen oder der anderen Richtung ändern, wodurch zusätzlich die Leistung der
Kesselspeisepumpe so geregelt wird, daß der Normalstand wiederhergestellt wird.
Während aller Belastungszustände wird die Zufuhr von Brennluft und Brennstoff zur
Feuerung des Dampferzeugers selbsttätig so geregelt, daß ein im wesentlichen gleichbleibender
Kesseldruck aufrechterhalten wird.