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Kombinierte überström-Zuström-Regelstation für Dampfkraftanlagen Bei
Dampfkraftwerken, bei denen der Abdampf der Kraftmaschinen an ein Niederdruchdampfnetz
abgegeben wird, das zur Versorgung von weiteren Kraftmaschinen oder sonstigen Niederdruckverbrauchern
dient, ist zwischen dem Hochdruck- und dem Niederdrucknetz meist eine unmittelbare
Verbindungsleitung mit einem Ventil vorgesehen, das entweder als Überström- oder
als Zuströmventil gesteuert wird. Für den Fall, daß das Ventil als überströmventil
arbeitet, untersteht es einem Regler, der das genannte Ventil bei steigendem Druck
in der Hochdruckleitung weiter öffnet, bei sinkendem Druck weiter schließt, der
also auf einen gleichbleibenden Druck in der Hochdruckleitung hinarbeitet. In dem
zweiten Falle,-also bei einer Zuströmregelung, untersteht das Ventil einem Regler,
der es bei sinkendem Druck in der Niederdruckleitung -weiter öffnet, bei steigendem
Druck weiter schließt. Im allgemeinen führt man nun immer entweder eine überströmregelung
oder eine Zuströmregelung aus. Es gibt jedoch auch Fälle, in denen es besonders
eiivünscht ist, das in der Verbindungsleitung liegende Ventil wahlweise zeitweilig
bald als überström-, bald als Zuströmventil steuern zu können. Vorschläge darüber,
wie man in diesem Falle insbesondere dann am besten vorgeht, -wenn noch dazu gefordert
wird, daß sich beide Arten der Regelung .in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsbedingungen
selbsttätig ablösen sollen, sind bis heute noch nicht bekanntgeworden.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte überström-Zuström-Regelstation
für Dampfkraftanlagen, in denen neben einem Hochdruckdampfnetz ein Niederdrucknetz
vorhanden ist.
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Der Übergang von einer Zuström- zu einer überströmregelung und umgekehrt
wird sofort auf einfache und zuverlässige Weise möglich, -wenn man so verfährt,
daß erfindungsgemäß das in der Verbindungsleitung zwischen dem Hochdruck- und dem
Niederdrucknetz liegende Ventil durch Umlegen
einer Impulsweiche
den Verstellimpulsen des Hochdruck- oder des Niederdruckreglers unterstellt werden
kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zugleich vorgeschlagen, die Umlegung
der Impulsreiche jeweils von Seiten des Reglers erfolgen zu lassen, bei welchem
der überwachte Meßdruck einen bestimmten Grenzwert erreicht.
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Fig. i zeigt einen Situationsplan der Regel-Station. Hierin bedeu:et
lt eine Hochdruckleitung, tt eine Niederd.ruckleitung, L veine Verbindungsleitung
zwischen lt und tt, v ein regelbares Ventil, Rit einen Niederdruck-, Rb einen Hochdruckregler.
Der Ni:ederdruckregler ist so eingerichtet, daß, solange seine Impulse auf das Ventil
v zur Einwirkung gelangen. dieses Ventil bei sinkendem Druck in der Leitung n in
solchem Maße weiter geöffnet bzw. bei steigendem Druck in der -,-nannten Leiter
weiter geschlossen wird, da.ß der Druck in der Leitung n, innerhalb bestimmter Druckschwankungsgrenzen
aufrechterhalten wird (Zuströmregelung'). Der Regler Rb steuert das Ventile, solange
sein-. Impulse hierauf zur Einwirkung kommen, so, daß das Ventil beim Überschreiten
eines bestimmten Druckes in der Leitungh weiter geöffnet, beim Unterschreiten eines
b-.stimmten Druckes weiter geschlossen wird, so da.ß hierdurch d:erLeitungsdruck
innerhalb gewisser Schirankungsgrenzen erhalten bleibt (Liberströlnregelung).
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Fig.2 zeigt an einem vereinfachten Schaltbild, wie man eine solche.
Regelstation im einzelnen aufbauen müßte, trenn man die Regelung beispielsweise
unter Anwendung von Iio@ntaktzeigerreglern auf elektrisch -m Wege durchführen will.
Diese Darstellung zeigt zugleich eine Anlage, die so arbeitet, da.ß die Steuerung
der Impulsweiche w, die in diesem Falle aus einer Art Kipprelais besteht, von den
Reglern Ru- und Rb bewirkt wird, und zwar ist die Anordnung so getroffen, daß für
den Fall. daß der Regler Ra über die Weiche iv auf das Ventil v (Fig. i ) ein.gewirkt
hat und der Regler Rb infolge Erreichens des zugelassenen oberen Grenzdruckes in
der Leitung h (Fig. i j einen in bezug auf das V entil v im' Öffnungssinne entstehenden
Regelimpuls liefert, die Impulsweiche iv in diesem Augenblick durch den Regler Rb
umgelegt wird, so daß dies-. Öffnun.gsimpulse tatsächlich, auf das Ventil v zur
Einwirkung kommen. Umgekehrt wirkt die Anlage so, daß, falls der Regler Rb über
die Weiche iv das Ventil v steuert und der Druck in der Leitung n unterhalb eines
bestimmten Wertes sinkt. der Regler Ra die Weiche iv umlegt und damit seine in bezug
auf das Ventil v im Öffnungssinne entstehenden Impulse auf das Ventil 12 zur Einwirkung
bringt. Die Anlage ist im übrigen auch so verwendbar, daß das Ventil il entweder
ständig ausschließlich dem Regler Ra oder Rb unterstellt wird, daß also nur eine
Zuström- bzw. nur eine Überströmregelung erfolgt. Soll das Ventil nur als Zuströmventil.
gesteuert werden, so ist der SchalterPa geschlossen, während der SchalterPb geöffnet
zu lassen ist; soll dagegen nur der Regler Rb wirksame Impulse liefern, also ausschließlich
eine hberströmregelung erfolgen, so ist allein der Schalter Pb geschlossen und der
Schalter Pa offen zu lassen. Für den Fall, daß die Anlage als überström-Zuström-Regelstation
arbeiten soll und die Regler Ra und Rb die Umsteuerung der Weiche iv beim Eintreten
der Grenzimpulse, wie oben angegeben, selbst herbeiführen sollen, sind die beiden
genannten Schalter Pa und Pb zu schließen. Wie in allen diesen Fällen die Regelimpulse
zustande kommen, über die Impulsreiche fortgeleitet und auf das Regelventil zur
Einwirkung gebracht werden, ist im folgenden näher erläutert.
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Es sei zunächst angenommen. daß nur der SchalterPa geschlossen ist,
der SchalterPb also offen ist, daß sich das die Impulsreiche verkörpernde Relais
iv in der in Fig. 2 dargestellten Lage befindet und daß der Druck in der Niederdruckleitung
tt (Fig. i) im Steigen begriffen ist. In diesem Falle bewegt sich dann der Manometer-
bzw. Kontaktzeiger Za des Reglers Ra auf das Kontaktstück s zu, bis durch Berühren
dieses Kontaktstückes ein Stromkreis geschlossen wird, der ausgehend von der negativen
Netzleitung über die Leitung 1. 2, den Zeiger Za, den Schließkontakts, die Leitung
_3, die Kontaktstücke ig, 2o des Relais iv, die Leitung 4., 5 und schließlich über
die Spule des Schützes Snts und die Leitung 6 zur positiven Netzleitung führt. Das
in Wirksamkeit tretende Schütz Stns schließt alsdann einen Stromkreis, durch den
ein in Fig.2 nicht dargestellter Motor eingeschaltet wird, der das Ventil i, (Fig.
i', im Schließsinne verstellt. Bei dem in Fig.2 in vereinfachter Form dargestellten
Regler Ra würde der Ventilverstellmotor nun so lange laufen, bis der Stromschluß
zwischen dem Zeiger Za und dem Snhließkontakt s des Reglers Ra wieder unterbrochen
wird, was erst dann eintritt, wenn der Druck in der Niederdruckleitung n infolge
des weiteren Schließens des Ventils i# so weit zurückgeht, daß der Zeiger Zu eine
Rücklaufbewegung ausführt. Da eine solche Regelung praktisch kaum brauchbar ist,
ist der Regler Ra mit einer Rückführungsvorrichtung ausgestattet zii denken, die
im übrigen zweckmäßig so ausgebildet wird, daß eine Isodromregelung zustande kommt.
Bei einem heutzutage wettverbreiteten Kontaktzeigerregler wird die überregelung,
die die Folge einex fehlenden Rückführung
ist, dadurch vermieden,
daß die beiden dem Kontaktzeiger zugeordneten Gegenkontaktträger ebenfalls drehbar
angeordnet sind und durch einen Hilfsmotor angetrieben werden, der diese Zeiger
kurz nach der Kontaktgabe ausschwenkt und damit zunächst den Kontakt unterbricht,
um sie alsdann langsam in ihre Ausgangsstellung zurückwandern zu lassen. Treffen
sie hierbei nicht wieder auf den Kontaktzeiger des Meßgerätes auf, so ist damit
das Regelspiel beendet, andernfalls wiederholt sich das Spiel einer kurzen Kontaktgabe
mit jedesmaligem Hinwegwandern und Wiederzurücklaufen des Gegenkontaktzeigers so
oft, bis schließlich Meßgerätzeiger und Gegenkontaktzeiger wieder außer Berührung
in der Ruhestelltmg sind. Auch im vorliegenden Falle ist die Abwicklung des Regelvorganges
vom Augenblick der Berührung des Zeigers Zamit dem Kontakt s des Reglers Ra, wie
oben beschrieben, zu denken. Das Schütz Sms wird also den erwähnten Verstellmotor
für das Regelventil dementsprechend mehrmals zu kleineren Verstellsdhritten einschalten
und wieder abschalten, bis schließlich der ganze Regelvorgang beendet ist und Stillstand
eintritt.
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Sinkt der Druck in der Niederdruckleitung vz so weit ab, daß der Zeiger
Za schließlich den Öffnungskontakt ö berührt, so fließt ein Strom von der negativen
Netzleitung ausgehend über die Leitung i, den Schalter Pa, die Leitung 2, den- Zeiger
Za, den Öffnungskontakt ö, die Leitung 7, die Kontakte--1,22, die Leitung 8, die
Leitung g und Schütz Sin'ö sowie schließlich die Leitung io zu der positiven Netzleitung.
Das Schütz Sm'ö setzt hierauf den Verstellmotor für das Ventil v im öffhungssinne
in Lauf. Das Regelventil wird hierdurch bis zur Wiederherstellung des Regelgleichgewichtes,
d. h. bis zur völligen Wiederherstellung des Solldruckes in der Niederdruckleitung
n, verstellt.
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Soll das Regelventil nicht als Zuström; , sondern als überström.ventil
gesteuzrt werden, so muß es dem Regler Rb unterstellt werden. Das erfordert, daß
zunächst der Regler Ra durch Öffnen des Schalters Pa unwirksam gemacht wird und
daß der Schalter Pb geschlossen und der Anker a des als Impulsweiche dienenden
Relais iv bis zum Anschlagen nach rechts herübergekippt wird. Damit ist dann die
Impulsweiche w so, umgelegt, daß die fortan von dem Regler Rb kommenden Impulse
sinng°mäß auf das Ventilma-torschließschütz Srns bzw. Ventilmo,.toröffnungss,chütz
Snz5 zur Einwirkung gelangen. Die Regelvorgänge. spielen sich in d'ifesem Falle
ähnlich den Regelvorgängen ab, wie sie vorstehend für die Zuströmregelung beschrieben
wurden. Erfolgte zunächst die Steuerung des Ventils v durch den Regler Ra, der auf
die Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckes im Niederdrucknetz n hinwirkt, und
soll die Anlage so betrieben werden, d:aß sich das Regelventil automatisch dem Regler
Rb unterstellt, sobald der Druck in der Leitung lt über einen bestimmten Grenzwert
ansteigt, so muß zusätzlich noch der Schalter Pb geschlossen werden. Im Augenblick,
in dem das geschieht, nimmt der Anker a' des - die Impulsweiche verkörpernden .
Relais iv die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. Der Regler Ra steuert bei
dieser Ankerstellung un.gestört, wie oben beschrieben, den Regelventilmotor. Während
eine Berührung dies Kontaktzeigers Zb mit dem Schließkontaktstück s in diesem Falle
ohne jede Auswirkung bleibt, wird der Anker des Relais iv aber sofoirt nach rechts
herübergeholt und die Impulsweiche damit sofort im Sinne einer Unterstellung- des
Ventilantriebsm,otors unter die Impulse des Reglers Rb bewirkt, sobald der Zeiger
Zb infolge eines Anwachsens des Druckes in der Leitungh über den Gnenzwert auf das
öffnungskorntaktstück ö auftrifft. Durch die Kontaktgabe an dieser Stelle wird ein
Stromkreis geschlossen, der, von der negativen Netzleitung ausgehend, übzr die Leitung
ii, den ScbalterPb, die- Leitung i2, den Zeiger Zb, das Kontaktstück ö, die Leitung
13, die rechte Spule 14 des Schützes iv, die Leitung 15, die Kontaktstücke 23 und
24, die Leitung 16 und die Leitung 17 zur positiven Netzleitung führt. Damit wird
der Relaisanker ia nach rechts herübergeholt, was, wie leicht zu überblicken isst,
zur Folge hat, daß jetzt die Impulse des Reglers Rb den Ventilregelmotor bzw. seine
beiden Schütze Stns und Sntö steuern. Am Regler Ra entstehende Regelimpulse, die
durch Berühren des Zeigers Za mit dem Schließkontakts ausgelöst werden, können jetzt
nicht mehr zustande kommen, da die Impulsleitung 3 an dem Kontaktstück i g offen
ist. Anders ist es, wenn der Kontaktzeiger dies Re2glers Ra auf das öffnungskontaktstück
ö .auftrifft. Während der Regler Rb bis dahin das Ventil ungestört und allein in
beiden Verstellrichtungen steuern konnte, wird bei Zustandekommen eines. solchen
öffnungsimpulses des Reglers Ra dem Regler Rb das Kommando, das e r selbst durch
Umlegen der Weiche w übernommen hatte, wieder abgenommen und von dem Regler Ra zurückgeholt.
In dem Augenblick nämlich, in denn der Zeige das üffnu.ngskontaktstück ö berührt,
wird ein S@tromkreis geschlossen, der von der negativen Netzleitung ausgehend über
die Leitungen i, 2, den Zeiget Za, den Öffnungskontakt ö, die Leitung 7, die linke
Spule 18 des Relais w, die Leitung 33,
die beiden Kontaktstücke
5o und 6o des Relais iv und schließlich die Leitungsteile 34 und 17 zur positiven
Netzleitung führt. Die Folge ist, daß die :Magnetspule 18 den Anker a 5 des
Umschalt- oder Kipprelais itr nach links herüberholt, so daß er wieder in die in
der Zeichnung dargestellte Lage gelangt. Damit ist die Impulsweiche wieder so umgelegt,
daß die Impulse, die von dem Regler Ra ausgehen und durch Berühren des Zeigers Za
mit dem Schließ#zontaktstück s zustande kommen, das Schütz Sets, und die Regelimpulse,
dic durch Berühren des Zeigers Za mit dem Öffnungskontaktstück ö entstehen, das
Schütz 5 Stnö zum Ansprechen bringt. Das Regelventil untersteht diesen Kommandos
des Reglers Ra so lange, wie der Kontaktzeiger -des Reglers Rb nicht an den Öffnungskontakt
ö anläuft. Sobald das geschieht, legt der Regler Rb o wieder die Impulsweiche selbsttätig
so um. daß das Ventil wieder seinen Kommandos unterstellt wird.
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Fig.3 gibt das genauere Schaltbild einer erfindungsgemäß aufgekauten
und bereits er-5 probten Regelstation wieder. Die Wirkungsweise dieser Anlage entspricht
im Prinzip vollkommen der, wie sie an Hand des vereinfachten Schaltbildes Fig.2
erläutert wurde. Eine nähere Erläuterung des Schaltbildes 3 o erübrigt sich
damit um so mehr, als die Übereinstimmung der Bezugszeichen für die gleichartigen
Teile, Anschlußklemmen usw. das Verständnis erleichtert. Gewisse Unterschiede gegenüber
dem vereinfachten Schaltbild bestehen darin, daß die Regler Ra und Rb
die
SChützeSinö und Sets auf dem Wege über Hilfsrelais Saö und Sas bzw. Sb.5
und Sbs steuern. Über diese Hilfsschütze wird jeweils zugleich ein kleiner Hilfsmotor
ma bzw. nzU o mitgesteuert, der die Aufgabe hat, die einleitend erwähnte Bewegung
der jeweils die Kontakte ö und s tragenden G.egenkon.taktzeiger der Regler auszuführen.
Auf -welche Weise das gesclüeht, ist für die Erfindung 5 ohne Bedeutung, so daß
sich -weitere Ausführungen hierzu erübrigen. Die in Rede stehenden Hilfsschütze
übernehmen weiterhin noch die Aufgabe einer ge.gernseitigen Verriegelung der beiden
Regler. Die mit Pa o und Pb bezeichneten Schalter schalten bei der praktischen Ausführung
nicht, wie es Fig.2 der Einfachheit halber andeutet, nur -einen Stromkreis, sondern
in der Ausführung eines sog. Paketschalters gemäß Fg.3 gleichzeitig 5 drei Stromwege.
Gegenüber der vereinfachten Schaltung entsprechend F%-.2 wird hiermit erreicht,
daß die Impulsweiche iv in Gestalt des dargestellten Kipprelais .auf jeden Fall
so umgelegt wird, daß, wenn bei geöffnetem Schalter Pb der Schalter Pa eingeschaltet
wird, tatsächlich der Regler Ra auf die Ventilmotorschütze geschaltet wird
und umgekehrt der Regler Rb über die Weiche iv auf Ventilmotorschütze arbeitet,
sobald der Schalter Pb bei geöffnetem Schalter Pa in die Einschaltstellung gebracht
wird. Bei der vereinfacht= Schaltung, wie sie Fig.2 zeigt, besteht eine solche zwangsläufige
Steuerung für die Weichen, nicht. Wie man sich leicht überzeugen kann, bleibt, wenn
bei der vereinfachten Schaltung der Schalter Pb bei geötfn.etem Schalter Pa geschlossen
wird, der Anker a des Relais iv in der gezeichneten Lage und müßte erst von Hand
aus nach rechts herübergeholt werden. Bei der Anordnung nach Fig. 3 dagegen legt
sich die W eicht mit dem Einlegen des Schalters Pb selbst nach dieser Seite um-
Als bisher noch nicht erwähnte zusätzliche Elemente in dem Schaltbild (Fig.3) wären
noch die Endabschaltere zu nennen, die dafür sorgen, daß der Ventilantriebsmotor
in selbsttätig stillgesetzt wird, sobald -die Ventilspindel in die eine oder andere
ihrer Endlagen gelangt. und wäre auf die Druckknopftafel Dr hinzuweisen, die ein
Verstellen des Ventils durch Einschalten des Motors in von Hand aus -estattet.