DE816528C - Regelung von Wasserturbinen - Google Patents

Description

• Regelung von Wasserturbinen Die heute für die Regelung von Wasserturbinen verwendeten Regler weisen zur Stabilisierung eine Isodromeinrichtung auf, die aus einer ölbremse (Katarakt) und einer Rückführungsfeder besteht. Hierbei ist es bereits bekannt, während eines Reguliervorgangs willkürlich die Isodromierung kurzzeitig auszuschalten, d. h. die Isodromzeit zu verkürzen, um einen neuen Beharrungszustand ohne großen Zeitverlust erreichen zu können. Nach Erreichen des neuen Beharrungszustands aber wird dann wieder die für eine stabile Isodromregelung notwendige lange Isodromzeit eingestellt. Nach einem bekannten Vorschlag wird die Umstellung auf elektrischem Wege durch Hubmagneten selbsttätig in Abhängigkeit von einer bestimmten Störung oder Änderung im Kraftnetz vorgenommen. Demgegenüber besteht die Erfindung in dem Vorschlag eines Verfahrens zur Regelung von Turbinen mit Isodromregler in der Weise, daß die durch die Isodromeinrichtung bedingte Stabilisierung selbsttätig ausgeschaltet wird durch Verkürzen der Isodromzeit bei gedrosselten Steuervorgängen, d. h. bei Steuervorgängen, bei denen infolge der Begrenzung der Verstellgeschwindigkeit des Servomotors durch eine Drossel eine zusätzliche ÜÜffnung des Steuerventils keine Vergrößerung der Verstellgeschwindigkeit mehr ergibt. Bei einem modernen Kataraktregler reicht beispielsweise der ungedrosselte Steuerbereich von o bis 3010 und der gedrosselte von 3 bis i oo °/o der wirksamen Öffnung des Steuerventils. Weiterhin wird vorgeschlagen, zur Ausübung dieses Regelverfahrens die Isodromzeitverstellung in eine Abhängigkeit von einem einstellbaren Abstand des Pendels oder des Steuerventilkolbens von seiner :Mittel- und Beharrungslage zu bringen. Gemäß der Erfindung wird also das Ausschalten der, bei ungedrosselten Steuervorgängen notwendigen, langen Isodromzeit und das Wiedereinschalten oder mit anderen Worten der Zeitpunkt, in dem die Isodromverkürzung vorgenommen bzw. wieder aufgehoben wird, von der Stellung des Ventils für den Reglerservomotor abhängig gemacht.
• Die Ausführung kann so ausgebildet werden, daß die Beeinflussung der Isodromzeit sowohl bei Belastung als auch bei Entlastung erfolgt und daß sie je nach Bedarf nach einem bestimmten einstellbaren Mindestweg des Steuerventils wirksam wird.
• Zur Erläuterung der Erfindung sei ergänzend auf die Veröffentlichung (Stein) in der Schweizerischen Bauzeitung (65. Jahrgang \'r.39, S. 53 i ff., insbesondere Bild 3) verwiesen, wo der Zusammenhang zwischen Öffnung des Steuerventils und Verstellgeschwindigkeit des Servomotors beim heutigen Isodromregler (Kataraktregler) erläutert und insbesondere die Grenze der mit Rücksicht auf den Druckstoß durch eine Drossel begrenzten Verstellgeschwindigkeit des Servomotors, d. h. vor allem die untere Grenze des gedrosselten Steuervorgangs gezeigt ist. Daraus geht hervor, daß die Vergrößerung der wirksamen Öffnung des Steuerventils über einen bestimmten Wert hinaus die Verstellgeschwindigkeit des Servomotors nicht mehr beeinflußt, wogegen beispielsweise die über die Ölbremse der Isodromeinrichtung erfolgende \Iuffenrückdrängung auch bei einem Hub des Steuerventilkolbens über den Bereich hinaus, in dem mit seiner Verstellung eine Änderung der Verstellgeschwindigkeit verbunden ist, noch wirksam bleibt. Sie kann deshalb den Einsteuervorgang in den neuen Beharrungszustand verlangsamen. Gemäß der Erfindung soll nun diese Verlangsamung durch selbsttätiges Ausschalten der Isodromierung während der gedrosselten Steuervorgänge vermieden werden.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt. Die @libbildung zeigt ein Fliehkraftpendel i mit der aus einer Ölbremse 2 mit Stabilisierungsfeder 3 bestehenden Isodromeinrichtung. Der Kolben der Ölbremse ist mit .4 und der Zylinder dieser Ölbremse mit 5 bezeichnet. Über ein Gestänge 6 ist die Muffe 7 des Reglers mit einem Steuerventil 8 für den Servomotor 25 verbunden, der die Verstellung des Turbinenregulierringes bewirkt und in dessen Zuleitung 26 eine Drossel 27 eingebaut ist. An die Stange 9 des Steuerventils ist ein Doppelhebel io mit verstellbarem Drehpunkt i i angelenkt, an dessen äußerem Ende der Steuerkolben 12 eines besonderen Steuerventils 13 befestigt ist. Dem Steuerventil 13 wird vom Steuerventil 8 Drucköl über die Leitung 14 zugeführt. Mit 15 ist der Ablauf und mit 16 die durch das Steuerventil 13 gesteuerte Druckölleitung bezeichnet, die zu einem kleinen Servomotor 17 führt. Vom Servomotor 17 wird eine Zahnstange 18 betätigt, die in eine am Zylinder 5 eingeschnittene Verzahnung i9 eingreift. Bei einer Bewegung des Servomotors 17 wird der Zylinder 5 gegenüber einen innenliegenden nicht drehbaren Ventilstift 20 verdreht. Das vom Ventilstift 20 getragene Ventil 21 weist eine Drosselöffnung 22 für die lange Isodroinzeit und zwei große Öffnungen 23 für die Verkürzung der Isodromzeit bzw. Ausschaltung der Isodromierung auf. Beim Verdrehen des Zylinders der Ölbremse kommen die Öffnungen 23 mit den Öffnungen 24 im Zylinder zur Deckung, während die Drosselöffnung 22 abgedeckt wird. Das Gestänge 28 verbindet den Kolben des Servomotors 25 mit der zur Muffenrückdrängung dienenden Isodromeinrichtung.
• Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Bei einer Belastungszunahme der Maschine, die sich in einer Verringerung ihrer Drehzahl bemerkbar macht, verringert sich auch die Drehzahl des Pendels i, dessen Muffe 7 dabei etwas nach oben verschoben wird. Über das Gestänge 6 und 9 wird hierdurch das Steuerventil 8 des Servomotors 25 verstellt, der seinerseits den Turbinenregulierring im Sinne einer Drehzahlsteigerung ,verstellt. Über den bei ii gelagerten Doppelhebel io wird auch das zusätzliche Ventil 13 verstellt, dessen Stellung also abhängig von der Stellung des Steuerventilkolbens 8 ist. Dieses Ventil 13 ist jedoch mit so großer L`berdeckting ausgeführt, daß es nicht zur Wirkung kommt, solange die Verstellbewegung des Pendels und damit die (>ffiiungsl)ewegung des Steuerventils 8 innerhalb einer gewissen Grenze, beispielsweise unter 30;'o der wirksamen Öffnung des Steuerventils 8 bleibt. Ist die Verstellbewegung aber größer, so läßt das Ventil 13 Öl von der Druckseite des Steuerventils 8 zuni Servomotor 17 gelangen, der über die Zahnstange i e und die Verzahnung i9 den Zylinder 5 verdreht und dabei die Öffnungen 23 und 24 zur Deckung bringt. Auf diese Weise wird selbsttätig die Isodromierung ausgeschaltet.
• Dadurch, daß das zusätzliche Ventil 13 doppelseitig ausgebildet ist, kommt es sowohl bei Belastungen als auch bei I?ntlastuiigcn der Turbine zur Wirkung. Der Ansprechhereich der Isodromzeitverstelleinrichtung kann durch Verstellen des Drehpunkts ii des Doppelhebels io beliebig geändert werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regelung von Turbinen finit Isodromreglern, dadurch gekennzeichnet, daß bei gedrosselten Steuervorgängen die über die Isodromeinrichtung erfolgende Stabilisierung durch Verkürzen der Isodronizeit selbsttätig hydraulisch ausgeschaltet wird.
2. 2. Regelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verkürzen der Isodromzeit die Drosselöffnung (22) einer in die Muffenrückdrängung eingebauten Ölbremse (4, 5) vergrößert (23) wird. 3.
3. Regelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Isodromzeitverstellung in Abhängigkeit von einer einstellbaren Abweichung eines Fliehkraftpendels oder eines Steuerventilkolbens (8) aus seiner Mittel- und Beharrungslage erfolgt, beispielsweise mittels eines Doppelhebels (io). .I.
4. Regelung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daB sowohl bei Be- als auch bei Entlastungen der Turbine eine Verstellung der Isodromzeit eintritt, beispielsweise mittels des doppelseitig ausgebildeten Ventils (i3).
5. 5. Regelung nach den Ansprüchen 2 bis q., dadurch gekennzeichnet, daB der Ansprechbereich der Isodromzeitverstelleinrichtung einstellbar ist, beispielsweise durch Verstellen des Drehpunkts (i i) eines Doppelhebels (i o).