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Dampfkraftanlage mit zwei miteinander verbundenen Netzen verschiedener
Drücke Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfkraftanlage mit zwei miteinander
verbundenen Netzen verschiedener Drücke, insbesondere mit einem Hoch- und einem
Mitteldrucknetz, bei der im Hochdrucknetz Kessel mit kleinerem Wasserinhalt vorgesehen
sind, und mit einer Regeleinrichtung zum Gleichhalten eines vorgegebenen Verhältnisses
der beiden Drücke. Bei solchen Anlagen ist es bekannt, eine Regelvorrichtung vorzusehen,
durch die ein vorgegebenes Verhältnis der beiden Drücke selbsttätig gleichgehalten
wird. Derartige Regler können in ihrem Zeitverhalten durch bekannte Hilfseinrichtungen
integral wirkend oder auch proportional integral wirkend eingestellt sein. Außerdem
können in bekannter Weise die Stellzeiten verschieden hoch eingestellt werden. Bei
allen diesen Einrichtungen erfolgt jedoch die Änderung des Druckverhältnisses durch
den vorgegebenen Regler mit der gleichen Geschwindigkeit.
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Dieser letztere Umstand läßt bei der bisher bekanntgewordenen Regeleinrichtung,
die sich sonst gut bewährt hat, noch zu wünschen übrig, wenn im Hochdrucknetz Kessel
mit kleinem Wasserinhalt eingesetzt sind. Ist die Druckänderungsgeschwindigkeit
im Mitteldrucknetz hoch, so würde dies mit der bisherigen Regeleinrichtung auch
im Hochdrucknetz der Fall sein. Hierdurch würden aber die im Hochdrucknetz eingesetzten
Kessel geringen Wasserinhalts in Mitleidenschaft gezogen werden. Aufwallen des Wasserspiegels,
Dampfblasenbil-
Jung, Spucken des Kessels, Rückwirkungen auf die
Heißdampftemperatur, Gefährdung der nachgeschalteten Maschinen usw. wären die Folge.
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Diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn gemäß der Erfindung die
Regeleinrichtung so ausgebildet ist, daß bei einem Druckabfall im Mitteldrucknetz
die zugehörige Druckabsenkung im Hochdrucknetz eine bestimmte maximale Geschwindigkeit
nicht überschreitet.
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Wie hoch die noch zulässige Druckänderungsgeschwindigkeit gewählt
wird, richtet sich nach den jeweiligen Verhältnissen, d. h. nach den im Hochdrucknetz
eingesetzten Kesseln. Bei Trommelkesseln mit geringem Wasserinhalt z. B. wird man
dafür sorgen, daß die Druckänderung im Hochdrucknetz den Wert 4 at/Min. nicht überschreitet.
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Ist z. B. ein Druckverhältnisregler vorgesehen, an dessen Kraftschalter
die beiden Drücke (des Hoch- und Mitteldrucknetzes) in bekannter Weise gegeneinander
ausgewogen sind, so ist in Weiterbildung der Erfindung eine elektrische, hydraulische
oder pneumatische Zusatzeinrichtung vorgesehen, durch die die Druckimpulsänderung
des Mitteldrucknetzes zeitlich gedehnt am Kraftschalter zur Wirkung kommt (Regler
mit Anlaufzeit). Eine Lösung auf elektrischem Wege besteht in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung darin, daß der Druckimpuls des Mitteldrucknetzes mittels eines Druck-Stellung-Wandlers
den Widerstandsgeber einesWiderstandsfernübertragungssystems inBrükkenschaltung
verstellt, dessen relaisgesteuerter Brückennullmotor über eine entsprechend hoch
gewählte Untersetzung eine Spindel bewegt, durch deren Bewegung mittels einer Feder
eine der Druckimpulsänderung im Mitteldrucknetz proportionale, jedoch zeitlich gedehnte
Druckänderung auf die eine Seite (Mitteldruckseite) des Kraftschalters ausgeübt
wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht dieses Ausführungsbeispiel. Mit r ist
das Hochdruck-, mit 2 das Mitteldrucknetz einer Dampfkraftanlage angedeutet. Das
Mitteldrucknetz ist über eine Vorschaltturbine mit dem Hochdrucknetz verbunden.
Im Hochdrucknetz sind Trommelkessel A und B mit geringem Wasserinhalt vorgesehen.
Zum Mitteldrucknetz können ein oder mehrere Kessel gehören. Ein Druckverhältnisregler
D hat die Aufgabe, das Druckverhältnis vor und hinter der Vorschaltturbine 3 oder
mit anderen- Worten das Verhältnis. der Drücke in den Netzen r und 2 gleichzuhalten.
Bis dahin ist die Anordnung bekannt. Darüber hinaus fällt dem Regler jedoch die
Aufgabe zu, dafür zu sorgen, daß bei einem Druckabfall im Mitteldrucknetz 2 die
zugehörige Druckabsenkung im Hochdrucknetz r eine bestimmte Höchstgeschwindigkeit,
z. B. 4 at/Min., nicht überschreitet. Zu diesem Zweck weicht der Druckverhältnisregler
etwas von seiner bekannten Bauart ab, und zwar auf der dem Mitteldrucknetz zugeordneten
Seite. Normalerweise weist der Verhältnisregler zwei Meßglieder auf, von denen -das
eine mit dem Hochdruck und das zweite mit dem Mitteldruck beaufschlagt ist. Die
von den beiden MeBgliedern, z. B. Wellrohren, ausgeübten Kräfte wirken über ein
Hebelsystem gegeneinander auf ein Strahlrohr, das in bekannter Weise mit einem Druckmittel
gespeist wird und je nach seiner Stellung die Drücke in zwei Leitungen bestimmt,
an die ein Stellmotor angeschlossen ist. Der Kolben dieses .Motors greift an einem
Eintrittsventil der Vorschaltturbine an. Im vorliegenden Fall ist nur das dem Hochdrucknetz
zugeordnete Meßglied 4. unmittelbar am Strahlrohrregler angeordnet. Es wirkt über
ein Hebelsystem auf das Strahlrohr 5. Mit 6 -ist der zugehörige Stellmotor bezeichnet,
der wieder an dem Eintrittsventil 7 der Vorschaltturbine 3 angreift. Im vorliegenden
Fall ist nur das dem Hochdrucknetz zugeordnete Meßglied ¢ unmittelbar am Strahlrohrregler
angeordnet. Es wirkt über ein Hebelsystem auf das Strahlrohr 5. Mit 6 ist der zugehörige
Stellmotor bezeichnet, der wieder an dem Eintrittsventil 7 der Vorschaltturbirie
3 angreift. Der Mitteldrucknetzimpuls wirkt nun nicht unmittelbar, wie bisher üblich,
von der anderen Seite her auf das Strahlrohr mittels des zweiten, dem Mitteldrucknetz
zugeordneten Meßgliedes. Es ist vielmehr eine Zusatzeinrichtung vorgesehen, die
die Druckimpulsänderung des Mitteldrucknetzes zeitlich gedehnt am Kraftschalter
5 zur Wirkung kommen läßt. Diese Zusatzeinrichtung umfaßt zunächst den Wandler W
als Mitteldruckkommandogeber. Letzterer wandelt den mittels des Meßwertgebers 8
(Wellrohr) erfaßten Mitteldrucknetzdruclcimpuls in einen elektrischen Spannungswert
um. Als Wandler dient, wie ersichtlich, ein Strahlrohrkraftschalter g. Entsprechend
dem im Mitteldrucknetz herrschenden Druck wird der vom Strahlrohr gesteuerte Stellkolben
ro stets eine bestimmte Lage einnehmen. Die Kolbenstange z r dieses Stehkolbens
verstellt den Widerstandsgeber r2 eines bekannten, in seinen Einzelheiten- nicht
weiter dargestellten Widerstandsfernübertragungssystems in Brückenschaltung mit
einem relaisgesteuerten Nullmotor (Meßmotor) 13. Der Motor verstellt, außer dem
Ausgleichspotentiometer, über eine hohe Untersetzung die an dem linken Teil des
Druckverhältnisreglers D vorgesehene Einstellspindel 14, die über eine zwischengeschaltete
Feder 15 auf das Strahlrohr 5 wirkt. Bei einer Bewegung der Spindel 14 nach rechts
wächst somit die auf das Strahlrohr ausgeübte Kraft.
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Durch die Wahl der Untersetzung ist es somit möglich, die - Drucknachstellung
am Verhältnisregler D in einer bestimmten Zeit vorzunehmen. Die Untersetzung ist
beispielsweise so gewählt, daß der volle Verstellweg an der Spindel 14, welcher
eine angenommene Druckverstellung von insgesamt 33 at bedeutet, erst in etwa 8 Minuten
vorgenommen wird. Eine Feineinstellung dieser Zeit kann durch elektrische Veränderungen
im Empfängerteil des Fernübertragungssystems (angedeutet durch den veränderlichen
Widerstand 16) vorgenommen werden. Durch den Einbau von mit der Spindel 14 zusammenwirkenden
Endkontakten 17 ist gleichzeitig eine Begrenzung des Druckverstellbereiches
nach oben und unten gegeben, so daß der Regler
gleichzeitig als
Sicherheitsregler arbeitet. Bei Betätigung der Kontakte 17 wird der Spindelverstellmotor
13 stillgesetzt. Durch die beschriebene Einrichtung wird somit erreicht, daß bei
einem schnellen Druckabfall im Mitteldrucknetz die zugehörige Druckabsenkung im
Hochdrucknetz wesentlich langsamer erfolgt.
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Der Mitteldruckkommandogeber W besitzt im übrigen einen Verhältnisschieber
18, mit welchem der Verstellungsgrad des kleinen Steuerkolbens ro gegenüber dem
im Mitteldrucknetz herrschenden Druck eingestellt werden kann. jeder Stellung des
Verhältnisschiebers kann man also eine bestimmte Druckänderung im Mitteldrucknetz
zuordnen. Somit läßt sich auch der Verhältnisschieber in Kopplungsgraden eichen.
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Die Anlage weist ferner eine Umgehungsleitung 1g mit Druckminderventil
2o zur Vorschaltturbine 3 auf. Die Leitung wird eingeschaltet, wenn die Turbine
ausfällt. Das Druckminderventil 20 wird grundsätzlich genau so gesteuert wie das
Ventil 7. Dies besorgt ein zweiter Verhältnisregler E, dessen Stellmotor 2z am Ventil
2o angreift. Die Einzelheiten des Reglers E sind genau die gleichen wie die des
Reglers D. Der Mitteldruckkommandogeber W ist beiden Reglern D
und
E zugeordnet. Bei Ausfall der Vorschaltturbine wird der Regler E selbsttätig an
den Kommandogeber W angeschlossen, was nicht weiter angedeutet ist. Der Regler E
arbeitet dann in genau derselben Weise wie der Regler D.
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Selbstverständlich kann die eingestellte Begrenzung der Druckänderungsgeschwindigkeit
parallel auf mehr als zwei Kopplungsregler übertragen werden, so daß mehrere Vorschaltmaschinen
und die zugehörigen Reduzierstationen gleich hoch und parallel belastet werden und
im gleichen Maße an die eingestellte Druckänderungsgeschwindigkeit gebunden sind.