DE960152C - Regeleinrichtung an oelgesteuerten Turbinen, insbesondere Dampfturbinen - Google Patents

Description

Es ist allgemein üblich, die Leistung von Turbinen mit einem Drehzahlregler zu regeln. Unter Ausnutzung eines als zulässig betrachteten Unterschiedes in der Drehzahl der voll belasteten gegenüber der leer laufenden Turbine, d. h. des sogenannten »Ungleichförmigkeitsgrades«, paßt ein solcher Regler die Treibmittelzuf uhr zur Turbine ihrer Belastung an. Bei den viel verwendeten Öldruckregelungen verändert der Regler mit einem zugehörigen Öldruckregelventil den Steuerdruck in einem ölsystem, der dann seinerseits die Regelventile der Turbine entsprechend der Belastung öffnet und ,schließt. Der Regler soll auch fähig sein, bei einer allfällig auftretenden plötzlichen Abschaltung der Vollast die Regelventile der Turbine rechtzeitig so weit zu schließen, daß sie im Leerlauf weiterläuft, ohne daß die höchstzulässige Überdrehzahl, bei welcher der Sicherheitsregler anspricht, erreicht wird.

Es besteht bei Drehzahlreglern jedoch der Nach- ao teil, daß die Treibmittelzufuhr zur Maschine erst dann abgesperrt wird, wenn die Drehzahl schon um den Betrag ihrer Ungleichförmigkeit angestiegen ist. Dadurch wird wertvolle Zeit verloren, wenn man bedenkt, daß anfänglich, d. h. bei noch ganz geöffneten Einlaßorganen, die Drehzahl um bis zu

6o Umdr./Min. in ο, ι Sekunde ansteigen kann. Es sind deshalb sogenannte »Beharrungsregler« entwickelt worden, die bei einem plötzlichen Drehzahlanstieg sofort eingreifen im Sinne einer Beschränkung der Treibmittelzufuhr zur Turbine. Ein solcher Beharrungsregler weist etwa eine mit der Turbinenwelle umlaufende Schwungmasse auf, die gegenüber jener in ihrer Drehzahl zurückbleibt, sobald die Drehzahlsteigerung der Turbine ein gewisses Maß überschreitet. Im Falle einer ölgesteuerten Turbine wird die Verschiebung der Schwungmasse gegenüber der Turbinenwelle dazu benutzt, eine Senkung des Öldruckes im Steuerölsystem der Turbine und damit eine Verringerung des Hubes ihrer Regelventile herbeizuführen. Ein solcher Beharrungsregler wird also bei gewissen Turbinen nebst dem üblichen Drehzahlregler verwendet; er ist dann als zusätzliche Sicherheitsvorrichtung zu betrachten.

ao Es sind auch schon Regelungsvorrichtungen bekanntgeworden, bei welchen ein Drehzahl- und ein Beschleunigungsregler zu dimer einzigen Baugruppe vereinigt sin'd. So zeigt beispielsweise ein bekannter Durchflußregler für Kraftmaschinen dieser Art

!»5 eine unter Federwirkung stehende, radial ausschwingbare Fliehkraftmasse sowie eine um die Reglerwelle schwenkbar angeordnete und mit dieser federnd verbundene Beschleunigungsmasse, welche beiden Massen in ihrem Zusammenwirken und mit Hilfe eines mit der Reglerwelle sich drehenden Rohres die Menge des jeweils aus dem Durchfluß regler ausfließenden Regelöles bestimmen. Eine weitere bekannte Vorrichtung dieser Art weist einen Geschwindigkeits- und einen Beschleunigungsregler auf, die in ihren Bewegungen voneinander unabhängig sind, aber gemeinsam die Bewegung eines Relaiskolbens beeinflussen, derart, daß im Beharrungszustand die Stellung der die Energiezufuhr zu der Kraftmaschine behandelnden Regulierorgane der Stellung des Relaäskolbens eindeutig zugeordnet ist. Ein Zusammenwirken einer Beharrungsmasse mit Fliehkraftpendeln ist bekannt bei einem Fliehkraftregler mit Beharrungsgewicht, bei welchem dieses vermöge seines Beharrens in seiner jeweiligen Höhenlage und Geschwindigkeit sich von der Beschleunigung in der Hubrichtung ausschaltet, dabei aber eine Reglerhülse dadurch in ihrer Wirkungsrichtong beschleunigt, daß die Hülse als Schraube ausgebildet ist, in deren Gewinde das Beharrungsgewicht gleitet. Schließlich sei als bekanntes Beispiel eines Beharrungsreglers mit Änderung der Umdrehzahl während des Ganges ein Drehkraftregler erwähnt, bei welchem mehrere unter Federwirkung stehende Fliehkraftpendel in einem umschließenden' Gehäuse angeordnet sind, das lose drehbar auf der Reglerspindel sitzt und als Beharrungsmasse dient. Bei eintretender Winkelbeschleiunigung oder -verzögerung der Reglerspindel tritt infolge der Beharrungswirkung des ganzen drehbaren Systems (Gehäuse, Schwungmassen, Federn) eine Relativverdrehung zwischen Spindel und Gehäuse ein, die durch eine steilgängige Mutter und ein Schraubengewinde in die (geradlinige) Muffenbewegung verwandelt wird. Eine Beeinflussung der Umdrehzahl während des Ganges geschieht durch Bremsung des Gehäuses mittels einer Wirbelstrombremse.

Zweck der Erfindung ist es nun im Hinblick auf die bekannten Einrichtungen, die bei einer Turbine nötigen Regeleinrichtungen in Fällen, wo ein Beharrungsregler angebracht scheint, zu vereinfachen und damit auch zu verbilligen·. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn der Beharrungseinfluß nur bei Beschleunigung, und auch nur dann, wenni diese Beschleunigung: einen bestimmten Grenzwert übersteigt, zu wirken braucht, was in gewissen Anwendungsfällen erwünscht ist. Als einfaches Mittel zur Umänderung eines gewöhnlichen Fliehkraftreglers in einen solchen mit Beharrungseinfluß bieten sich schräg verzahnte Antriebsräder dar, die bei einer Beschleunigung der Drehzahl der zu regelnden Maschine die Erhöhung des Antriebsmomentes zur Erzeugung einer Axialkraft ausnutzen. Diese Axialkraft kann auf den Regler selbst zur Wirkung gebracht werden, wenn dieser als Ganzes axial verschiebbar gelagert und -als Schwungmasse ausgebildet ist, die seine Wirkung als Beharrungsregler herbeiführt. Außer einer Feder und einigen einfachen Übertragungselementen ist kein baulicher Aufwand nötig, um die er- 9<> wähnte Umänderung herbeizuführen. Der Regler erhält einfach ein vergrößertes Axialspiel in seiner Lagerung und wird, sobald die erwähnte Axialkraft auftritt und wenn diese Kraft größer ist als die Vorspannung der Feder, in seiner Gesamtheit axial verschoben. Auf diese Weise kann der angegebene Zweck mit äußerst geringem Aufwand erzielt werden.

Die Erfindung betrifft demnach eine Regeleinrichtung an ölgesteuerten Turbinen, insbesondere Dampfturbinen, bei der der Drehzahlregler mit seinem Gehäuse zugleich die Schwungmasse eines Beharrungisreglers bildet, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der über elin Zahnradgetriebe mit Schrägverzahnung angetriebene Drehzahlregler mit *°5 seinem Gehäuse und seiner Achse derart axial verschiebbar gelagert ist, daß er bei einem plötzlichen Drehzahlanstieg vom Zahndruck des Schrägzahnantriebes aus seiner Normallage verschoben, wird.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der "° erfindungsgemäßen Regeleinrichtung.

In der einzigen Figur der Zeichnung bedeutet 1 das Gehäuse eines an sich bekannten Drehzahlreglers, von welchem hier nur noch die wesentlichen Teile einzeln' benannt werden. Das Gehäuse "5 dreht sich mit der daran angebrachten Reglerwelle 2-2 in feststehenden Lagern 3. Im Innern des Gehäuses oefinden sich die Schwunggewichte 4, deren Bewegungen auf eine Reglerspindel 5 einwirken, die ihrerseits mit einer Reglermuffe 6 fest verbunden ist. Die steuernde Kante dieser Reglermuffe verändert die öffnungsweite von Steuerschlitzen 8 in einer Reglerbüchse 7 je nach der Belastung der Turbine und verändert damit den Druck in deren bei 9 sich anschließendem Steuer- ias ölsystem.

Dieser als Drehzahlregler wirkende Regler ist nun so ausgebildet, daß er zugleich als Beharrungsregler bei plötzlichen; Drehzahlanstiegen der Turbine wirkt. Zu diesem Zweck ist der Drehzahlregler mit seinem Gehäuse als Schwungmasse ausgebildet, die seine Wirkung als Beharrungsregler herbeiführt. Der Regler mit seinem Gehäuse ist in den Lagern 3 axial verschiebbar gelagert. Ferner werden die als Schwungmasse wirkenden Teile des Reglers von der Welle der Turbine, sei es direkt oder über eine Zwischenwelle 10, über ein Getriebe 11/12 mit Schrägverzahnung angetrieben.

Die umlaufenden Teile des Drehzahlreglers werden ferner von einer Feder 13 über einen Hebel 14 und einen Wellenbund 15 so nach der Seite gezogen, daß das Rad 12 des Getriebes 11/12 an dem ihm benachbarten Lager 3 anliegt. Der Regler samt Gehäuse, Welle und Antriebszahnrad wird so bei Normalbetrieb der Turbine in einer Lage festgehalten, die als Normallage bezeichnet werden kann. Bei einem plötzlichen Drehzahlanstieg wird er aber vom Zahndruck eines Schrägzahnantriebes aus dieser Normallage· im Sinne der Zeichnung nach rechts verschoben, wobei die an der Regieras spindel 5 befestigte und so mit dem Regler verbundene Reglermuffe 6 den ölablauf auf dem bei 9 angeschlossenen Druckölisystem der Regelventile der Turbine im Sinne einer Vergrößerung der Steuerschlitze 8 steuert. Infolge der dadurch_ herbeigeführten Druckabnahme im Steuerölsystem wird vorübergehend der Hub der Regelventile vermindert, und zwar noch bevor der Drehzahlregler die durch seine Ungleichförmigkeit bedingte höhere Drehzahl erreicht hat, bei welcher er als solcher die Regelventile um den entsprechenden Betrag geschlossen hat.

Um einen Drehzahlregler der beschriebenen Bauart in eine zugleich als Beharrungsregler wirkende Regeleinrichtung zu verwandeln, braucht es, nebst dem Schrägzahnantrieb und der axial verschiebbaren Lagerung, an zusätzlichen Bauteilen nur die Feder 13 mit der zugehörigen Spannvorrichtung. Die beschriebene Einrichtung macht es daher möglich, mit geringen zusätzlichen Kosten jede Turbine, die mit dem hier vorausgesetzten und an sich bekannten Drehzahlregler versehen ist, zugleich mit einem als Sicherheitseinrichtung wirkenden Beharrungeregler auszurüsten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: 5<>

   Regeleinrichtung an ölgesteuerten Turbinen, insbesondere Dampfturbinen, bei der der Drehzahlregler mit seinem Gehäuse zugleich die Schwungmasse eines Beharrungsreglers bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der über ein Zahnradgetriebe mit Schrägverzahnung angetriebene Drehzahlregler mit seinem Gehäuse und seiner Achse derart axial verschiebbar gelagert ist, daß er bei einem plötzlichen Drehzahlanstieg" vom Zahndruck des Schrägzahnantriebes aus seiner Normallage verschoben wird

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 171 189, 651 341; schweizerische Patentschrift Nr. 133 571.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 618/288 9.56 (609 835 3.57)