DE855926C

DE855926C - Process for regulating the output of thermal power plants, in which a gaseous working medium describes a circuit under overpressure, and a device for carrying out this process

Info

Publication number: DE855926C
Application number: DEA3079D
Authority: DE
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Technische Studien
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Technische Studien
Priority date: 1941-05-08
Filing date: 1942-04-23
Publication date: 1952-11-17

Description

Verfahren zur Leistungsregelung von Wärmekraftanlagen, in denen ein gasförmiges Arbeitsmittel einen Kreislauf unter Überdruck beschreibt, und Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsregelung von `'Wärmekraftanlagen, in denen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, einen Kreislauf unter Überdruck beschreibt und bei welchen die Leistungsabgabe durch vorübergehende Zufuhr von Arbeitsmittel in den Kreislauf bzw. Entnahme von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf wie auch durch Drosselung des Kreislaufstromes geändert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.Process for power control of thermal power plants in which a gaseous working medium describes a circuit under overpressure, and device for carrying out this method The invention relates to a method for power control of '' thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, describes a cycle under overpressure and in which the power output through temporary supply of work equipment into the circuit or removal of work equipment is changed from the circuit as well as by throttling the circuit flow. The invention also relates to a device for carrying out this method.

Anlagen der erwähnten Art weisen als wesentliche Bestandteile einen Verdichter, der das gasförmige Arbeitsmittel von einen niederen Druck auf einen höheren Druck verdichtet, einen Erhitzer, in dem das verdichtete Arbeitsmittel durch äußere Wärmezufuhr erhitzt wird, eine Turbine, in der das erhitzte Arbeitsmittel höheren Druckes auf den niederen Druck sich entspannt, und einen dem Verdichter vorgeschalteten Kühler sowie Organe zur Leistungsregelung auf. Zweckmäßig wird dabei die Wärme des entspannten, die Turbine verlassenden Arbeitsmittels noch soweit als möglich in einem Wärmeaustauscher durch Übertragung an das den Verdichter verlassende Arbeitsmittel höheren Druckes rückgewonnen.Systems of the type mentioned have an essential component Compressor that converts the gaseous working fluid from a low pressure to a higher pressure is compressed, a heater in which the compressed working medium is carried out external heat input is heated, a turbine in which the heated working fluid higher pressure on the lower pressure relaxes, and one to the compressor upstream cooler and organs for power control. It becomes expedient the warmth of the relaxed working fluid leaving the turbine as far as possible in a heat exchanger by transferring it to the one leaving the compressor Recovered equipment of higher pressure.

Dadurch, daß bei solchen Anlagen Leistungsänderungen durch Verändern des,den Kreislauf durchlaufenden Arbeitsmittelgewichtes, was gleichbedeutend ist mit der Veränderung des Absolutdruckes im Kreislauf, geregelt werden, läßt sich erreichen, wenn die Temperatur des Arbeitsmittels beim Eintritt in die Turbine durch entsprechende Veränderung der Wärmezufuhr im Erhitzer konstant gehalten und außerdem auf eine Drosselung des Kreislaufstromes verzichtet wird, daß in der ganzen Anlage bei sich gleichbleibender Drehzahl von Turbine und Verdichter die Absolutdrücke sich im gleichen Verhältnis ändern, so daß Turbine und Verdichter unter bei allen Belastungen gleichbleibendem Druckverhältnis und somit auch mit unveränderlichem innerem Wirkungsgrad arbeiten. Da aber eine solche Leistungsregelung erfordert, daß bei jeder Belastungsänderung dem Kreislauf von außen eine gewisse Arbeitsmittelmenge zugeführt bzw. demselben entnommen wird und sich solche Vorgänge immer über eine gewisse Zeit erstrecken, so kann bei plötzlichen und rasch aufeinanderfolgenden Belastungsänderungen die Regelung unter Umständen nicht rasch genug vor sich gehen. Lediglich um die Betriebssicherheit der Anlage zu vergrößern, ,jedoch nicht auch um den Regelungsvorgang wirtschaftlicher zu gestalten, ist deshalb schon vorgeschlagen worden, neben den Mitteln zur Dichteänderung im Kreislauf des Arbeitsmittels auch noch eine Zusatzdrosselung für den Arbeitsmittelstrom vorzusehen.As a result of the fact that in such systems changes in performance by changing of the weight of the working medium going through the cycle, which is synonymous with the change in the absolute pressure in Cycle, to be regulated, can be achieved if the temperature of the working fluid when it enters the Turbine kept constant by changing the heat supply in the heater accordingly and also a throttling of the circulatory flow is dispensed with that in the entire system with the turbine and compressor rotating at constant speed Absolute pressures change in the same proportion, so that turbine and compressor under the same pressure ratio under all loads and thus also with constant internal efficiency. But there is such a power control requires that with every change in the load on the circulatory system from the outside a certain amount Amount of working fluid is supplied or removed from the same and such processes always extend over a certain period of time, so can be sudden and rapidly successive Changes in load the regulation may not take place quickly enough. Only to increase the operational safety of the system, but not too in order to make the control process more economical has therefore already been proposed has been, in addition to the means for changing the density in the circuit of the working medium still provide an additional throttling for the working medium flow.

Um die Betriebssicherheit von Anlagen der eingangs erwähnten Art zu erhöhen, ist deshalb schon bekannt, bei plötzlichen und voraussichtlich nur für eine kurze Zeit dauernden Entlastungen eine gewisse Arbeitsmittelmenge, die auch verdichtet und erhitzt worden ist, unter Umgehung der Leistung nach außen abgebenden Turbine nutzlos durch einen Hilfskühler strömen zu lassen. Dabei bleiben der Leistungsaufwand im Erhitzer und derjenige im Verdichter dieselben, gleichgültig, wie groß auch die Arbeitsmittelmenge ist, welche nutzlos durch den Hilfskühler fließt. Das bedingt den Nachteil, daß der Wirkungsgrad der Anlage merklich sinkt, wenn ein Teil des Arbeitsmittels unter Umgehung der Leistung abgebenden Turbine durch den Hilfskühler strömt.In order to ensure the operational safety of systems of the type mentioned at the beginning increase, is therefore already known, in the case of sudden and probably only for a short time relief a certain amount of work equipment that too has been compressed and heated, bypassing the power emitted to the outside To let turbine flow uselessly through an auxiliary cooler. The performance expenditure remains in the heater and the one in the compressor the same, no matter how big it is Is the amount of working fluid that flows uselessly through the auxiliary cooler. That requires the disadvantage that the efficiency of the system drops noticeably when part of the Working fluid bypassing the power output turbine through the auxiliary cooler flows.

Zweck der Erfindung ist nun, den Regelungsvorgang bei Wärmekraftanlagen der eingangs erwähnten Art dadurch wirtschaftlicher zu gestalten, daß das Drosselverfahren und das Verfahren. zur Dichteänderung im Arbeitsmittelkreislauf derart miteinander verbunden werden, daß einerseits bei Belastungssenkung innerhalb eines bestimmten Bereiches ein genügend rasches Wirken der Leistungsregelung gewährleistet ist, andererseits das Ein- und Auslassen von Arbeitsmittel in bzw. aus dem Kreislauf auf ein Mindestmaß begrenzt wird. Letzteres hat zur Folge, daß die mit jedem Ein- und Auslaßvorgang verbundenen unvermeidlichen Energieverluste auf ein Mindestmaß herabgedrückt werden. Dieser Vorteil fällt namentlich dann ins Gewicht, wenn Belastungsänderungen in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgen. Die Erfindung ermöglicht somit, eine rasche Anpassung an die Belastungsschwankungen bei kleinsten Regelungsverlusten zu erreichen. Ermöglicht wird dies gemäß dem Verfahren nach vorliegender Erfindung dadurch, daß Lastschwankungen, welche in einem Leistungsbereich zwischen der dem augenblicklichen Arbeitsmittelinhalt des Kreislaufs@-sterns ohne Drosselung entsprechenden Leistung und einer um einen gewissen Bruchteil unter dieser Leistung liegenden Leistung pendeln, durch entsprechende Drosselung des in bezug auf jede Stelle des Kreislaufes ständig denselben Weg beschreibenden Kreislaufstromes ohne Änderung des Kreislaufinhaltes ausgeglichen werden, und daß größere Laständerungen, die außerhalb jenes Leistungsbereiches liegen, dagegen durch vorübergehende Zufuhr von Arbeitsmittel in den Kreislauf bzw. Entnahme von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf ausgeglichen werden. Es werden somit kleinere kurzzeitige Belastungsschwankungen, die allenfalls rasch wechseln können, durch mehr oder weniger starke Drosselung des umlaufenden Arbeitsmittels, dagegen Schwankungen von längerer Periode und solche, die außerhalb des Bereiches liegen, durch Veränderung der Dichte des Arbeitsmittels, also des im Kreislauf enthaltenen Arbeitsmittelgewichtes ausgeglichen. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Regeln der Leistung von Wärmekraftanlagen auf diese Weise wirkt der Drehzahlregler auf die Mittel zum Einlassen von Arbeitsmittel in den Kreislauf erst ein, nachdem das Drosselorgan praktisch in seine offene Lage gebracht worden ist, und auf die Mittel zum Auslassen von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf erst, nachdem das Drosselorgan in eine Lage verstellt worden ist, die einer um einen Bruchteil geringeren Belastung als jener bei ungedrosseltem Kreislauf entspricht. Dadurch, daß gemäß der Erfindung den beiden Regelungsarten ein ganz bestimmter Arbeits-, d. h. Verwendungsbereich zugewiesen wird, läßt sich somit dem bekannten Stand der Technik gegenüber eine erhöhte Wirtschaftlichkeit erreichen. Ferner läßt sich ohne alle Umgehungsleitungen auskommen, und das Arbeitsmittel beschreibt bei allen Belastungen der Anlage in bezug auf jede Stelle des Kreislaufes ständig denselben Weg. Das in den Kreislauf des Arbeitsmittels eingeschaltete Drosselventil bewirkt, wenn es in schließendem Sinn betätigt wird, allerdings auch eine gewisse Verschlechterung des Wirkungsgrades der Anlage. Allein, dabei wirkt 'es gleichzeitig in Sinn einer Verkleinerung der Geschwindigkeit des Arbeitsmittels im ganzen Kreislauf. Sobald also das Drosselventil das Arbeitsmittel drosselt, so wird infolge der verminderten Umlaufgeschwindigkeit im Erhitzer weniger Wärme aufgenommen und daher der Brennstoffverbrauch vermindert, ebenso wird der Leistungsverbrauch im Verdichter vermindert. Infolgedessen gestaltet sich der Regelvorgang nach vorliegender Erfindung, wie erwähnt, höchst wirtschaftlich.The purpose of the invention is now the control process in thermal power plants of the type mentioned to make it more economical that the throttle process and the procedure. to change the density in the working medium circuit in such a way with one another be connected that on the one hand when reducing the load within a certain Area a sufficiently rapid action of the power control is guaranteed, on the other hand the letting in and out of work equipment in and out of the circuit to a minimum is limited. The latter has the consequence that with each inlet and outlet process associated inevitable energy losses are minimized. This advantage is particularly important when the load changes in short periods of time Successive time intervals. The invention thus enables rapid adaptation to achieve the load fluctuations with the smallest control losses. Allows this is according to the method according to the present invention in that load fluctuations, which in a performance range between the current work equipment content of the circuit @ star without throttling corresponding power and one by one commute a certain fraction below this power through corresponding Throttling of the constantly describing the same path in relation to every point in the circuit Circulation flow are balanced without changing the contents of the circuit, and that larger load changes that lie outside that power range, on the other hand temporary supply of work equipment into the circuit or removal of work equipment be balanced out of the cycle. There are thus smaller, short-term fluctuations in load, which can at best change quickly, through more or less strong throttling of the circulating work equipment, on the other hand fluctuations of longer periods and those, which are outside the range, due to a change in the density of the work equipment, so balanced the weight of the work equipment contained in the cycle. In the inventive Means for regulating the output of thermal power plants acts in this way the speed controller to the means for admitting working fluid into the circuit only one after the throttle element has been practically brought into its open position is, and the means for discharging work equipment from the circuit only, after the throttle member has been moved into a position that one by a fraction corresponds to a lower load than that with an unthrottled circuit. Through this, that according to the invention the two types of regulation a very specific work, d. H. Area of use is assigned, can thus be the known state of the Achieve increased profitability compared to technology. Furthermore, you can do without all bypass lines get by, and the work equipment describes with all loads the system constantly follows the same path with respect to every point in the circuit. This in the circuit of the working fluid causes the throttle valve switched on when it is in closing sense is actuated, but also a certain worsening of the Efficiency of the system. But, at the same time, it works in the sense of a reduction in size the speed of the work equipment in the entire circuit. As soon as the throttle valve the working fluid throttles, so is due to the reduced speed of rotation Less heat is absorbed in the heater and therefore the fuel consumption is reduced, the power consumption in the compressor is also reduced. As a result, designed As mentioned, the control process according to the present invention is highly economical.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen von Einrichtungen zur Ausführung des neuen Verfahrens gezeigt.The drawing shows, for example, embodiments of devices shown to carry out the new method.

Fig. i veranschaulicht in vereinfachter Darstellungsweise eine solche Einrichtung, und Fig. 2 zeigt eine Abänderung einer Einzelheit.Fig. I illustrates such a simplified representation Device, and Fig. 2 shows a modification of a detail.

In der in Fig. i veranschaulichten Anlage gelangt das hochgespannte, einen Kreislauf beschreibende Arbeitsmittel nach Verlassen eines Kreiselverdichters i in eine Leitung 2 und durchströmt dann vorerst einen Wärmeaustauscher 3 und hernach eine Leitung 4, um anschließend in der Rohrschlange 5 eines Erhitzers 6 durch äußere Wärmezufuhr erhitzt zu werden. Das erhitzte Arbeitsmittel strömt durch Leitungen 7, 8 und über ein Drosselorgan 9 zu einer Turbine io, in welcher es sich auf einen niedrigeren Druck entspannt. Das aus der Turbine io austretende entspannte Arbeitsmittel strömt durch eine Leitung ii in den Wärmeaustauscher 3, wo es einen Teil seiner Wärme an das den Verdichter i verlassende Arbeitsmittel höheren Druckes abgibt, während es die restliche Wärme nach Verlassen des Wärmeaustauschers 3 in einem Kühler 12 abgibt, der in die Saugleitung 13 des Verdichters i eingebaut ist. Durch die Leitung 13 gelangt das Arbeitsmittel wieder in den Verdichter i, womit der Kreislauf vollendet ist. Die Überschußleistung der Turbine io über den Leistungsbedarf des Verdichters i wird an einen Stromerzeuger 14 abgegeben, der nachstehend Verbraucher genannt wird.In the system illustrated in Fig. I, the highly stressed, Work equipment describing a cycle after it has left a centrifugal compressor i into a line 2 and then initially flows through a heat exchanger 3 and then afterwards a line 4 to then in the coil 5 of a heater 6 by external heat input to be heated. The heated working fluid flows through pipes 7, 8 and a throttle member 9 to a turbine io, in which it is on a lower pressure relaxed. The relaxed working medium emerging from the turbine io flows through a line ii into the heat exchanger 3, where it is part of its Gives off heat to the working medium of higher pressure leaving the compressor i, while there is the remaining heat after leaving the heat exchanger 3 in a cooler 12 outputs, which is built into the suction line 13 of the compressor i. Through the Line 13, the working medium enters the compressor i again, with which the circuit is accomplished. The excess power of the turbine io over the power requirement of the Compressor i is delivered to a power generator 14, hereinafter the consumer is called.

15 bezeichnet ein Auslaßventil, durch das bei Entlastung der Anlage Arbeitsmittel aus dem normal vom Arbeitsmittel beschriebenen Kreislauf durch Leitungen 42 und 43 entweder in einen Niederdruckbehälter 1.8 oder durch eine Leitung 45 ins Freie abströmen kann. Dem Auslaßventil 15 ist ein zweites, kleineres Auslaßventil 16 parallel geschaltet, durch das in seiner geöffneten Lage ebenfalls Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelkreislauf von der Leitung 8 durch die Leitung 58 und 43, 59 nach dem Niederdruckbehälter 18 oder durch die Leitung 45 ins Freie abströmen kann. Ein weiteres Ventil 17 beherrscht den Zufluß von Arbeitsmittel nach der Stelle 53 des normalen Arbeitsmittelkreislaufes aus einem Hochdruckreservebehälter i9, der durch eine Leitung 44 an dieses Ventil 17 angeschlossen ist. Zum Aufladen des Behälters i9 dient ein Hilfsverdichter 52, der von einem 'Motor 54 angetrieben wird und der Arbeitsmittel durch eine Leitung 55 mit Rückschlagklappe 56 aus dem Niederdruckbehälter 18 oder durch eine Leitung 57 aus der Atmosphäre, falls das Arbeitsmittel Luft ist, ansaugt.15 denotes an outlet valve through which the system is relieved Work equipment from the circuit normally described by the work equipment through lines 42 and 43 either into a low pressure tank 1.8 or through a line 45 into Free can flow off. The outlet valve 15 is a second, smaller outlet valve 16 connected in parallel, through the also working equipment in its open position from the working medium circuit from line 8 through line 58 and 43, 59 after the low-pressure tank 18 or through the line 45 can flow out into the open. Another valve 17 controls the inflow of working medium after point 53 of the normal working medium circuit from a high pressure reserve tank i9, the is connected to this valve 17 by a line 44. For charging the container i9 is an auxiliary compressor 52, which is driven by a 'motor 54 and the Working medium through a line 55 with non-return valve 56 from the low-pressure container 18 or through a line 57 from the atmosphere, if the working medium is air, sucks.

Der Turbine io ist ein Flielikraftpendel 20 zugeordnet, das auf eine Stange 21 einwirkt, welche an einem Hebel 22 angelenkt ist. An diesem ist auch eine starr mit einem Steuerschieber 24 verbundene Stange 23 angelenkt. Der Schieber 24 steuert den Zufluß von Druckflüssigkeit aus einem Kanal 25 durch eine Leitung 26 nach der oberen Seite eines Hilfsmotorkolbens 27, dermittels einer Stange 28 auf einen um einen Zapfen 291 drehbaren Hebel 29 einwirken kann. Mit diesem Hebel 29 ist auch das erwähnte Drosselorgan 9 gelenkig verbunden. Eine Feder 30 trachtet das Drosselorgan 9 in die Offnungslage zu bringen. Durch einen Hebel 31 und eine Verbindungsstange 32 zwischen den Hebeln 31 und 22 ist die Rückführung des Steuerschiebers 24 durch die Bewegung des Hilfsmotorkolbens 27 gewährleistet. Der Hilfsmotorkolben 27 ist vermittels einer Stange 281 auch noch mit einem um einen Zapfen 40 drehbar angeordneten Hebel 33 mit Nocken 34 und 35 verbunden. Der Nocken 34 ist zum Zusammenarbeiten mit einem verstellbaren Anschlag 36 der Spindel des Auslaßventils 15 und der Nocken 35 zum Zusammenarbeiten mit einem verstellbaren Anschlag 37 der Spindel des Einlaßventils 17 bestimmt. 38 bezeichnet den Steuerschieber einer weiter unten noch näher beschriebenen Verzögerungsvorrichtung. Dieser Steuerschieber 38 ist durch eine Stange 39 mit dem um den Zapfen 291 schwenkbaren Hebel 29 verbunden.The turbine io is assigned a fluid force pendulum 20 which acts on a rod 21 which is articulated on a lever 22. A rod 23 rigidly connected to a control slide 24 is also articulated on this. The slide 24 controls the flow of pressure fluid from a channel 25 through a line 26 to the upper side of an auxiliary motor piston 27 which, by means of a rod 28, can act on a lever 29 rotatable about a pin 291. The aforementioned throttle element 9 is also connected in an articulated manner to this lever 29. A spring 30 seeks to bring the throttle element 9 into the open position. The return of the control slide 24 through the movement of the auxiliary motor piston 27 is ensured by a lever 31 and a connecting rod 32 between the levers 31 and 22. The auxiliary motor piston 27 is also connected by means of a rod 281 to a lever 33 with cams 34 and 35 which is rotatably arranged about a pin 40. The cam 34 is intended to cooperate with an adjustable stop 36 of the spindle of the exhaust valve 15 and the cam 35 is intended to cooperate with an adjustable stop 37 of the spindle of the inlet valve 17. 38 denotes the control slide of a delay device which will be described in more detail below. This control slide 38 is connected by a rod 39 to the lever 29 pivotable about the pin 291.

Mit der Leitung ii, die einen Bestandteil des normal vom Arbeitsmittel beschriebenen Kreislauf bildet, ist eine Leitung 46 verbunden, die unterhalb eines Kolbens 47 ausmündet. Eine Feder 48 trachtet dem unterhalb des Kolbens 47 herrschenden Druck das Gleichgewicht zu halten. Der Kolben 47 ist an einen um einen Zapfen 50 drehbaren Hebel 49 angelenkt, durch den bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 47 eine den Steuerschieber 24 umgebende Hülse 51 nach unten bewegt wird.A line 46 which opens below a piston 47 is connected to the line ii, which forms part of the circuit normally described by the working medium. A spring 48 tries to keep the pressure prevailing below the piston 47 in equilibrium. The piston 47 is articulated to a lever 49 rotatable about a pin 50 , by means of which a sleeve 51 surrounding the control slide 24 is moved downward during the upward movement of the piston 47.

Der bereits erwähnte Schieber 38 steuert den Zufluß einer durch eine Leitung 6o zuströmenden Druckmittelflüssigkeit nach einer Leitung 62 mit regelbarer Drosselstelle 61 sowie den Abfluß dieser Druckflüssigkeit durch eine Leitung 63. Durch eine Leitung 64 gelangt die der Leitung 62 zufließende. Druckflüssigkeit unter einen Kolben 65, der sich entgegen dem Druck einer Feder 66 nach oben bewegen läßt. Durch entsprechende Einstellung des Drosselorgans 61 kann die Bewegung des Kolbens 65 beliebig verlangsamt werden, so daß die Zeitspanne, innerhalb welcher ein mit diesem Kolben 65 verbundener Mitnehmer 67 am oberen Ende einer Hülse 68 zum Anschlag kommt, einstellbar ist. Beim Anschlagen des Mitnehmers 67 gegen die Hülse 68 wird das Auslaßventil 16 entgegen dem Druck einer Feder 69 abgehoben.The already mentioned slide 38 controls the flow of a through one Line 6o inflowing hydraulic fluid after a line 62 with adjustable Throttle point 61 and the outflow of this pressure fluid through a line 63. The line flowing to the line 62 passes through a line 64. Hydraulic fluid under a piston 65 which can be moved upwards against the pressure of a spring 66. By setting the throttle element 61 accordingly, the movement of the piston 65 can be slowed down at will, so that the time span within which a with This piston 65 connected driver 67 at the upper end of a sleeve 68 to the stop comes, is adjustable. When the driver 67 strikes against the sleeve 68 the outlet valve 16 is lifted against the pressure of a spring 69.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß sich die im Erhitzer 6 erzeugte Wärme und damit die dem den geschlossenen Kreislauf beschreibenden Arbeitsmittel von außen zugeführte Wärme mit Hilfe eines Gebläses 7o regeln läßt, indem dieses die dem Rost des Erhitzers 6 durch eine Leitung 71 zugeführte Frischluft bestimmt. Die durch eine Leitung 72 dem Erhitzer 6 entströmenden und durch ein Abströmrohr 73 ins Freie entweichenden Abgase werden zweckmäßig noch einem Wärmeaustauschapparat 74 zugeführt, wo sie Wärme an die vom Gebläse 70 in die Leitung 71 geförderte Frischluft abgeben.For the sake of completeness, it should also be mentioned that the heat generated in the heater 6 and thus the heat supplied from the outside to the working medium describing the closed circuit can be regulated with the aid of a fan 7o by the fresh air supplied to the grate of the heater 6 through a line 71 certainly. The exhaust gases flowing out of the heater 6 through a line 72 and escaping into the open through an outflow pipe 73 are expediently fed to a heat exchange apparatus 74, where they give off heat to the fresh air conveyed into the line 71 by the blower 70.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Mittel zur Leistungsregelung der veranschaulichten Wärmekraftanlage ist folgende: Im Gleichgewichtszustand zwischen erzeugter und vom Verbraucher 14 aufgenommener Leistung ändert sich der Arbeitsmittelinhalt des geschlossenen Kreislaufes nicht. Das Drosselorgan 9 ist in voll oder nahezu voll geöffneter Stellung.The mode of operation of the means for power control described illustrated thermal power plant is the following: In the state of equilibrium between generated power and consumed by the consumer 14 changes the content of the work equipment of the closed cycle not. The throttle member 9 is in full or almost fully open position.

Wenn aber beispielsweise die vom Verbraucher 14 aufgenommene Leistung sinkt, so steigt die Drehzahl des Aggregates, so daß das Fliehkraftpendel 2o die Stange 21 nach oben drückt. Das hat eine solche Verschiebung des Steuerschiebers 24 zur Folge, daß Druckflüssigkeit aus dem Kanal 25 nach der Oberseite des Hilfsmotorkolbens 27 gelangen kann, so daß dieser veranlaßt wird, sich nach abwärts zu bewegen. Die Stange 28 bewegt dabei den um den Zapfen 291 drehbaren Hebel 29 derart, daß das Drosselorgan 9 entgegen dem Druck der Feder 30 in schließendem Sinn bewegt wird. Durch das Schließen des Drosselorgans 9 wird jedoch die von der Kraftanlage erzeugte Leistung vermindert. Es stellt sich dann ein neuer Gleichgewichtszustand ein mit anderer Stellung des Drosselorgans 9, jedoch ohne Veränderung des Arbeitsmittelinhalts im Kreislauf. Dies ist so lange der Fall, als die Leistungsänderungen nur einen gewissen Bruchteil, z. B. io bis 2o °/o der Leistung bei ungedrosseltem Kreislauf betragen, da dann die Bewegungen des Hilfsmotorkolbens 27 und damit des Drosselorgans 9 noch so klein bleiben, daß der auch mit dem Kolben 27 in Wirkungsverbindung stehende Hebel 33 mit seinen Nocken 34 und 35 die Anschläge 36 und 37 an den Spindeln der Ventile 15 bzw. 17 nicht berührt, und ferner .so lange, als die Verzögerungseinrichtung vom Steuerschieber 38 nicht ausgelöst wird.But if, for example, the power consumed by the consumer 14 drops, the speed of the unit increases so that the centrifugal pendulum 2o pushes the rod 21 upwards. This results in such a displacement of the control slide 24 that pressure fluid can pass from the channel 25 to the top of the auxiliary motor piston 27, so that the latter is caused to move downwards. The rod 28 moves the lever 29 rotatable about the pin 291 in such a way that the throttle element 9 is moved in the closing direction against the pressure of the spring 30. By closing the throttle member 9, however, the power generated by the power plant is reduced. A new state of equilibrium then arises with a different position of the throttle element 9, but without changing the working medium content in the circuit. This is the case as long as the changes in performance are only a certain fraction, e.g. B. io to 2o% of the power with unthrottled circuit, since then the movements of the auxiliary motor piston 27 and thus of the throttle member 9 remain so small that the lever 33, which is also operatively connected to the piston 27, with its cams 34 and 35 the stops 36 and 37 on the spindles of the valves 15 and 17 are not touched, and furthermore. as long as the delay device is not triggered by the control slide 38.

Sobald jedoch eine Entlastung von solcher Größe eintritt, daß die durch den Hilfsmotorkolben 27 hervorgerufene Schließbewegung des Drosselorgans 9 derart groß ausfällt, daß die auch mit dem Kolben 27 verbundene Stange 281 den Hebel 33 so weit um den Zapfen 4o dreht, daß der Nocken 34 gegen den Anschlag 36 stößt, so wird das Auslaßventil 15 entgegen der Wirkung der Feder 41 gehoben; es strömt dann durch die Leitung 43 so lange Arbeitsmittel aus dem normalen Arbeitsmittelkreislauf aus, bis infolge Sinkens der erzeugten Leistung die Drehzahl so weit zurückgegangen ist, daß eine Rückwärtsbewegung des Hilfsmotorkolbens 27 eingeleitet wird, wobei sich das Ventil 15 schließt und das Drosselorgan 9 sich wieder in öffnendem Sinn bewegt. Eine Gleichgewichtslage wird sich innerhalb der bei geschlossenen Ventilen 15 und 17 möglichen Stellungen des Hilfsmotorkolbens 27 bzw. des zwangsläufig mit ihm verbundenen Drosselorgans 9 ergeben.However, as soon as a discharge of such magnitude occurs that the Closing movement of the throttle element 9 caused by the auxiliary motor piston 27 is so large that the rod 281, which is also connected to the piston 27, acts as the lever 33 rotates so far around the pin 4o that the cam 34 abuts against the stop 36, so the outlet valve 15 is raised against the action of the spring 41; it flows then working medium from the normal working medium circuit through line 43 for as long until the speed has decreased as a result of the decrease in the generated power is that a backward movement of the auxiliary motor piston 27 is initiated, wherein the valve 15 closes and the throttle member 9 opens again emotional. A position of equilibrium will arise within when the valves are closed 15 and 17 possible positions of the auxiliary motor piston 27 or the inevitably with him connected throttle body 9 result.

Eine Rückführung der Steuerung wird durch den in der Leitung ii herrschenden Druck des Arbeitsmittels hervorgerufen. Der in dieser Leitung ii herrschende Druck pflanzt sich nämlich durch die Verbindungsleitung 46 nach der Unterseite des Kolbens 47 fort. Da eine Verminderung des Arbeitsmittelinhalts im Kreislauf der Anlage auch eine Druckverminderung in der Leitung ii zur Folge hat, so kann die Feder 48 den Kolben 47 nach unten drücken, sobald eine solche Druckverminderung eintritt. Eine Abwärtsbewegung des Kolbens 47 bedingt aber eine Aufwärtsbewegung der den Steuerschieber 24 umgebenden Hülse 51, wobei die bei einer Lastsenkung zufolge der dann eintretenden Aufwärtsbewegung des Steuerschiebers 24 geöffneten Steuerschlitze wieder geschlossen werden.A return of the control is prevailing in the line ii Pressure caused by the working medium. The pressure prevailing in this line ii namely, plants itself through the connecting line 46 to the underside of the piston 47 away. Since there is also a reduction in the content of working materials in the system's circuit a pressure reduction in the line ii has the consequence, the spring 48 can den Press piston 47 down as soon as such a pressure reduction occurs. One However, downward movement of the piston 47 causes an upward movement of the control slide 24 surrounding sleeve 51, with the then occurring in the event of a load decrease due to the Upward movement of the control slide 24 open control slots closed again will.

Eine Steigerung der Belastung der Anlage hat im ersten Augenblick eine Drehzahlsenkung und damit die Einleitung von Bewegungen der Regelorgane zur Folge, die den beschriebenen Bewegungen umgekehrt gerichtet sind.An increase in the load on the system has at the first moment a speed reduction and thus the initiation of movements of the control organs for Sequence, which are directed in reverse to the movements described.

Eine Leistungssteigerung ohne Veränderung des Arbeitsmittelinhaltes des Kreislaufes der Anlage ist nur bis zur vollen Öffnungsstellung des Drosselorgans 9 möglich. Bei dieser Lage des letzteren entsprechenden Stellung des Hilfsmotorkolbens 27 nimmt dann der Hebel 33 eine solche Lage ein, daß dessen Nocken 35 gerade den Anschlag 37 der Spindel des Arbeitsmitteleinlaßventils 17 berührt, so daß bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Hilfsmotorkolbens 27 zufolge weiterer Leistungssteigerung das Ventil 17, welches Arbeitsmittel aus dem Hochdruckreservebehälter i9 einläßt, geöffnet wird.An increase in performance without changing the contents of the work equipment the circuit of the system is only up to the fully open position of the throttle element 9 possible. In this position of the latter, the corresponding position of the auxiliary engine piston 27 then takes the lever 33 such a position that its cam 35 just the Stop 37 touches the spindle of the working medium inlet valve 17, so that in the further upward movement of the auxiliary engine piston 27 as a result of a further increase in performance the valve 17, which lets in working fluid from the high pressure reserve tank i9, is opened.

Um einen längere Zeit andauernden Betriebszustand mit Drosselung des den Kreislauf beschreibenden Arbeitsmittels zu vermeiden, ist die mit dem Drosselorgan 9 verbundene Verzögerungseinrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, innerhalb jener Grenzen, wo das Arbeitsmittel aus dem Kreislauf ablassende Auslaßventil 15 nicht betätigt wird, mit zeitlicher Verzögerung das kleinere Auslaßventil 16 zu betätigen. Geht nämlich das Drosselorgan 9 in Drosselstellung, so dreht sich der Hebel 29 um den festen Drehpunkt 291, wobei die Stange 39 mit dem Steuerschieber 38 nach oben bewegt wird. Es kann dann Druckmittel aus der Leitung 6o in die Leitung 6'2 überströmen, wobei das Druckmittel durch die Leitung 64 auch unter den Kolben 65 gelangt, so daß das Ventil 16 geöffnet wird, sobald nach einer einstellbaren Zeitspanne der Mitnehmer 67 gegen die Hülse 68 anschlägt. Der Auslaß von Arbeitsmittel aus dem normalen Kreislauf des Arbeitsmittels durch das Ventil 16 dauert dann so lange an, bis infolge Sinkens der erzeugten Leistung der Anlage das Drosselorgan 9 sich wieder öffnet. Bei nahezu voller Öffnung des Drosselorgans 9 wird durch den Kolbenschieber 38 die Druckölzuleitung 62 wieder abgeschlossen, dagegen der ungedrosselte Abfluß des Öles durch Leitung 63 freigegeben, so daß sich der Kolben 65 unter dem Druck der Feder 66 augenblicklich nach unten bewegt, was dann der Feder 69 das Ventil 16 zu schließen ermöglicht.In order to achieve a longer operating state with throttling of the Avoiding the working medium describing the cycle is the one with the throttle body 9 connected delay device is provided, which makes it possible within those Limits where the outlet valve 15 draining the working fluid from the circuit is not is actuated to actuate the smaller exhaust valve 16 with a time delay. If the throttle element 9 is in the throttling position, the lever 29 rotates the fixed pivot point 291, wherein the rod 39 with the control slide 38 upwards is moved. Pressure medium can then flow over from line 6o into line 6'2, wherein the pressure medium passes through the line 64 also under the piston 65, so that the valve 16 is opened as soon as after an adjustable period of time Driver 67 strikes against sleeve 68. The outlet of working fluid from the normal circulation of the working medium through valve 16 then lasts so long until the throttle member 9 is again due to a decrease in the power generated by the system opens. When the throttle member 9 is almost fully open, the piston slide valve 38 the pressure oil supply line 62 closed again, on the other hand the unthrottled outflow of the oil is released through line 63, so that the piston 65 is under the pressure the spring 66 is instantly moved downwards, which then causes the spring 69 to open the valve 16 allows to close.

Das dem Kreislauf der Anlage zuzuführende bzw. das aus demselben abzulassende Arbeitsmittel wird zweckmäßig, damit sich die Regelwirkung rasch auswirkt, zwischen Verdichter und Turbine eingeführt bzw. entzogen. Das einzuführende Druckmittel wird ferner zweckmäßig vor dem Einführen auf die Temperatur gebracht, die normalerweise an der Einführstelle des Kreislaufes herrscht.That which is to be added to the circuit of the system or that to be drained from the same Work equipment is appropriate so that the control effect takes effect quickly between Compressor and turbine introduced or withdrawn. The pressure medium to be introduced is also expediently brought to the temperature before introduction, which is normally prevails at the point of introduction of the circuit.

Das Drosselorgan kann grundsätzlich an jeder Stelle des Kreislaufes angeordnet sein; zweckmäßig wird dasselbe jedoch nahe dem Eintritt der Turbine bzw. dem Auslaß derselben angeordnet. Falls mehrere hintereinandergeschaltete Turbinen vorgesehen sind, kann das Drosselorgan auch in die Verbindungsleitung zweier dieser Turbinen verlegt werden.In principle, the throttle device can be at any point in the circuit be arranged; expediently, however, the same is done near the inlet of the turbine or the outlet of the same arranged. If there are several turbines connected in series are provided, the throttle member can also be in the connecting line of two of these Turbines are relocated.

An Stelle von zwei Auslaßventilen läßt sich auch nur mit einem solchen Ventil auskommen, wenn dafür gesorgt wird, daß sich das einzige vorgesehene Auslaßventil mit einer zeitlichen Verzögerung bereits öffnen läßt, bevor das einstellbare Spiel in einer Einrichtung zur Betätigung dieses Ventils, nach erfolgtem Schließen des Drosselorgans um einen bestimmten Betrag, zurückgelegt ist. Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 2 gezeigt, in welcher alle Teile, welche solchen der Fig. i entsprechen, mit denselben Bezugszeichen wie in letzterer belegt sind. Ein dem Ventil 16 der Fig. i entsprechendes Ventil ist bei der Einrichtung nach Fig. 2 entbehrlich; statt dessen ist an die Hülse 68 bei 681 ein Balken 75 angelenkt, der bei 76 auch mit der Kolbenstange 281 gelenkig verbunden ist. Der Hebel 33 ist nun nicht, wie in Fig. i, unmittelbar mit der Stange 281 verbunden, sondern er ist mittels einer Lasche 77 an das linke Ende 78 des Balkens 75 angelenkt. Eine Feder 69 ist bestrebt, die Hülse 68 gegen den Unterteil des Gehäuses 79 zu pressen.Instead of two exhaust valves, only one such valve can be used if it is ensured that the only exhaust valve provided can be opened with a time delay before the adjustable clearance in a device for actuating this valve, after the has been closed Throttle organ by a certain amount, is covered. Such an embodiment is shown in FIG. 2, in which all parts which correspond to those in FIG. 1 have been given the same reference numerals as in the latter. A valve corresponding to the valve 16 of FIG. 1 can be dispensed with in the device according to FIG. 2; Instead, a bar 75 is articulated to the sleeve 68 at 681, which at 76 is also articulated to the piston rod 281. The lever 33 is now not directly connected to the rod 281, as in FIG. A spring 69 tries to press the sleeve 68 against the lower part of the housing 79.

In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung der verschiedenen Teile wird die Hülse 68 durch die Feder 69 in ihrer untersten Lage gehalten. Erfolgt dann eine Abwärtsbewegung des Servomotorkolbens 27 und der Stange 281, so wird der Balken 75 um den augenblicklich als fester Punkt wirkenden Gelenkpunkt 681 geschwenkt, wobei der durch Lasche 77 mit diesem Balken 75 verbundene Hebel 33 im Uhrzeigerdrehsinn um den Gelenkpunkt 40 gedreht wird. Dabei wird das Auslaßventil 15 auf die im Zusammenhang mit Fig. i beschriebene Weise erst betätigt, nachdem das Spiel zwischen Nocken 34 und Anschlag 36 überwunden worden ist.In the position shown in Fig. 2 of the various parts the sleeve 68 held by the spring 69 in its lowermost position. Then a Moving the servo piston 27 and rod 281 downward, the beam becomes 75 pivoted about the articulation point 681, which currently acts as a fixed point, the lever 33 connected to this bar 75 by tab 77 in a clockwise direction is rotated about the pivot point 40. The outlet valve 15 is related to the with FIG. i only actuated after the play between cams 34 and stop 36 has been overcome.

In der Drossellage des Ventils 9 (Fig. i) wird, wie weiter oben beschrieben worden ist, der Kolben 65 langsam angehoben, wobei nach einer einstellbaren Zeitspanne der Mitnehmer 67 gegen die Hülse 68 anschlägt und diese nach oben bewegt. Dies hat, bei einer bestimmten Lage der Stange 281 und damit des Gelenkpunktes 76, eine Abwärtsbewegung der Lasche 77 und zusammenhängend damit ein Schwenken des Hebels 33 im Uhrzeigerdrehsinn, also eine Annäherung des Nockens 34 an den Anschlag 36 zur Folge. Die Einrichtung wird zweckmäßig so ausgebildet, daß in der obersten Lage der Hülse 68 und in der Mittelstellung des Kolbens 27 der Nocken 34 praktisch den Anschlag 36 berührt.In the throttle position of the valve 9 (Fig. I), as described above has been, the piston 65 is slowly raised, after an adjustable period of time the driver 67 strikes against the sleeve 68 and moves it upwards. This has, at a certain position of the rod 281 and thus of the pivot point 76, a downward movement the tab 77 and, related to it, pivoting the lever 33 in a clockwise direction, thus an approach of the cam 34 to the stop 36 results. The establishment is expediently designed so that in the uppermost layer of the sleeve 68 and in the Middle position of the piston 27 of the cam 34 practically touches the stop 36.

Claims

PAT EN TANSPRIJCHE: i. Process for regulating the output of thermal power plants in which a gaseous working medium, preferably air, describes a circuit under excess pressure, and in which the power output is changed by temporarily adding working medium to the circuit or removing working medium from the circuit as well as by throttling the circulating flow , characterized in that load fluctuations, which oscillate in a power range between the <learn instantaneous working medium content of the circulatory system without throttling corresponding power and a performance which is a certain fraction below this power, by corresponding throttling of the constantly same path in relation to each point of the circuit Descriptive circulatory flow can be balanced without changing the circulatory content, whereas larger load changes that lie outside of that performance range are compensated for by temporary supply of working medium into the circuit or removal of A resources are balanced out of the cycle.

2. The method according to claim i, characterized in that the duration of a working state with circulatory throttling is limited by the fact that with a time delay so much work equipment is out is withdrawn from the circuit as is necessary to achieve the working condition with circulatory throttling in one with almost no circulatory throttling, but with a reduced density of the work equipment with the same performance of the system.

3. Establishment for carrying out the method according to claim i, in which a speed of the Unit constant holding speed controller into the working medium circuit built-in throttling device and also means for letting in and out working fluids influenced in the circuit, characterized in that the speed controller on the means for letting work equipment into the circuit only acts after the throttle member has been brought into its practically open position, and on the Means for discharging working fluid from the circuit only after the throttle body has been moved to a position that is a fraction less stress than corresponds to that of an unthrottled circuit.

4. Device according to claim 3, characterized in that the speed controller simultaneously with the throttle member another device that affects after completing an adjustable game upon reaching the open position of the throttle organ and further increase in the load a valve used to let in working fluid into the circuit or after Reaching a certain throttle position of the throttle member with a further decrease in Load actuates a valve to let out working fluid.

5. Set up after Claim 3 and 4, characterized in that the valve (16) for discharging the working medium a delay device (38, 67) is assigned, which with a temporal Delay can already be opened before the adjustable play in the device to operate this valve after the throttle member (9) has been closed a certain amount has been saved.

6. Device according to claim 3 and 4, characterized in that the speed controller controls the actuation of a second valve for the discharge of working medium from the circuit in such a way that this valve, as soon as the throttle element goes into the throttle position, opened only after a selectable period of time is, on the other hand, is closed immediately when the throttle device falls into the practically open position. Cited publications: Swiss patent specifications 189 724, 193 728.