DE1401447C - Regeleinrichtung für Dampfturbinenanlagen mit einfacher und mehrfacher Zwis chenüberhitz ung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung Es liegt die Aufgabe vor, eine Regeleinrichtung zu

für Dampftiirbinenanlagen mit einfacher und mehr- schaffen, die es unter Vermeidung einer Überbelastung

fächer Zwischenüberhitzung, mit einer oder mehreren des Hochdruckteiles der Turbine ermöglicht, die

Umleitstationen, sowie Regel- und Abfangventilen Bereitschaft der Turbine zur sofortigen Laststeigerung und einem der Steuerung der Abfangventile dienenden 5 während des Umleitbetriebes in einem Umfange zu

Übersetzungswandler. erhöhen, wie es ohne Beeinträchtigung der Wirtschaft-

Es ist die Regelung einer Dampfturbinenanlage mit lichkeit der Anlage möglich ist. Es soll der Kessel von

Zwischenüberhitzung und Bypaß bekanntgeworden einem Lastabwurf möglichst unbeeinflußt sein und

(Zeitschrift »Brown-Boveri-Mitteilungen«, Januar/Fe- beliebig gefahren werden können. Ferner soll die bruar 1960, Heft 1/2, S. 19 bis 26), bei der bei paralle- io Regelung gleichzeitig dem Bedürfnis eines zusätzlichen

lern Betrieb von Turbine und Bypaß, d. h. bei Über- Schutzes gegen zu hohen Zwischenüberhitzerdruck

Produktionsbetrieb, z. B. beim Anfahren oder nach nachkommen.

einer Abschaltung, jederzeit das Querschnittsverhältnis Diese Aufgabe wird bei Dampfturbinenanlagen der des Niederdruck- zum Hochdruck-Bypaßventil gleich- eingangs genannten Art ertindungsgemäß dadurch gehalten wird, wie das Verhältnis der Querschnitte 15 gelöst, daß die den Meßgrößen Umleitdampfmenge derTurbincnabfangventilezurSummederQu;rschnitte und Turbinendampfmenge proportionalen Signale DU der Hochdruck-Regelventile. Von Sonderfällen abge- und Dl zur Turbinen- und Umleitregelung in der sehen wird damit erreicht, daß im Zwixhjnüberhitzer Weise herangezogen werden, daß DU und Dl in jeder Teilstrom, d. h. durch Bypaß und durch Turbine, einem Summenbildner addiert, als Führungsgröße für für sich betrachtet, den gleichen Zwischindruck hat, 20 den Sollwert des von der Umleitstation einzuregelnden was zur Folge hat, daß die Zuschaltung d;s Bypasses Zwischenüberhitzerdruckes benutzt werden, und daß die Dampfmengenverteilung durch Hochdruck- und . das durch einen Quotientenbildner gebildete Verhältnis Niederdruckturbine nicht beeinflußt. Bei die;er bekannten Regelung wird der Zwischenüberhitzerdruck DI

nicht geregelt, sondern stellt sich von selbst ein ent- 25 Dl + DU

sprechend der bekannten Stellungszuordnung zwischen

dem Umleitventil, der Hochdruck-Reduzierstation, als Sollwert dem Übersetzungswandler aufgeschaltet

dem Abfangventil und den Regelventilen. wird, der das Übersetzungsverhältnis zwischen Regel-

Während des Umleitbstriebes ist bei dieser bekann- und Abfangvcntilen so lange nachregelt, bis der

ten Anlage, unter der Voraussetzung, daß der Zwischen- 30 Öffnungsgrad des Abfangventiles mit diesem Sollwert

überhitzerdruck größer ist als der Mindest-Zwischen- übereinstimmt.

überhitzerdruck, das Abfangventil ganz geöffnet. Bei Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht dem herkömmlichen Regelverfahren stellt sich somit darin, daß eine echte Zwischenüberhitzer-Druck, der Zwischenüberhitzerdruck entsprechend dem regelung stattfindet, indem der Zwischenüberhitzer-Dampfdurchsatz der Turbine ein. Die daraus fclgende 35 druck gemessen mit dem Sollwert dir Kesseldampf-Entleerung des Zwischenüberhitzers bei Lastibwurf menge verglichen und entsprechend der Rejelabweibringt den Nachteil einer Störgröße auf die Tempera- chung das Umleitventil verstellt wird. Es wird zudem turregelung des Kessels mit sich, da die Dampfabgabe der Zwischenüberhitzer lediglich in dem Umfang des Zwischenüberhitzers um die frei werdende Speicher- entleert, wie die Kesseldampferzeugung zurückgeht, dampfmenge größer wird. Ferner bedeutet die Ent- 40 d. h., es wird weniger Speicherdampf aus dem Zwileerung des Zwischenüberhitzers zusätzlichen Verlust, schenüberhitzer in den Kondensator entleert, wenn da der Dampf im Kondensator niedergeschlagen wird. der Kessel nicht im gleichen Umfang zurückgefahren Ein weiterer Mangel ist die erhöhte Beanspruchung wird wie die Turbine.

der aus Umleitstation, Rohrleitung und des Konden- Es ist außerdem der Niederdruckteil der Turbine sators durch die Vergrößerung der abzuleitenden 45 zur schnellen Belastung innerhalb des Überproduk-Dampfmenge. tionsbetriebes bereit, ohne daß eine Beeinträchtigung Bei wirtschaftlicher Einstellung der Regelcharakte- der Wirtschaftlichkeit stattfindet. Es erfolgt eine ristiken ist oberhalb Schwachlast eine schnelle Lei- Schonung des Hochdruckteiles der Turbine, da der stungssteigerung am Niederdruckteil auch dann nicht Niederdruckteil der Turbine sich sofort an der Lastmöglich, wenn die augenblickliche Dampferzeugung 50 Steigerung beteiligt. Es wird der Hochdruckteil nur des Kessels dies an sich gestatten würde (dies hängt etwa im Rahmen seines Leistungsanteiles höher letztlich mit dem vom Durchsatz der Turbine abhängig belastet. Er müßte sonst die gesamte Zusatzleistum gemachten Zwischcnüberhitzer-Sollwcrt und den schon übernehmen, wobei sich sein Leistungsanteil an de: vor der Laststeigerung offenen Abfangventilen zu- Gesamtleistung entsprechend ändern würde,
sammen). Die fehlende Rcgelfähigkeit des Nieder- 55 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dei druckteilcs der Turbine muß durch den Hochdruckteil Zeichnung dargestellt und wird im folgenden be ausgeglichen werden und führt daher leicht zu schäd- schrieben:

liehen Überbeanspruchungen, insbesondere an der Mit K ist der Verdampferteil eines Kessels benannt

letzten Hochdruckstiife. Bei Störungen auftretende während mit HÜ der zugehörige Hauptüberhitze

unzulässige Druckerhöhungen im Zwischenüberhitzer 60 sowie mit ZU der zugehörige Zwischenüberhitzc

können von der bekannten Regelung nicht ausgcregelt bezeichnet sind. Mit HD ist der Hochdruckteil uni

werden, weil keine echte Regelung des Zwischcnüber- mit ND der Niederdruckteil der Turbine angegeber,

hitzerdruckes vorgenommen wird. Die Einrichtung hat Zum Zwischenüberhitzer ZU führen zwei Zuleitungen

demnach nicht gleichzeitig die Funktion eines zweiten, und zwar vom //D-Teil der Turbine die Leitung α un

vor den Sicherheitsventilen am Kessel wirksam 65 von einer Hochdruck-Reduzierstation RSt die Leitun

werdenden Schutzes gegen zu hohen Zwischcnüber- b, während vom Zwischenüberhitzer die Leitung

hil/.erdruck, was vom sicherheitstechnischen Stand- zum Niederdrückten ND abgehen. Von dort geht di

punkt aus gesehen ein Nachteil ist. Dampf zum Kondensator. Bei zweifacher überhitzui

wird zwischen dem ersten und zweiten Zwischenüberhitzer eine weitere Umleitstation vorgesehen, doch ist in der nachfolgenden Beschreibung der Einfachheit halber nur von einfacher Zwischenüberhitzung die Rede. Es gelten aber alle Ausführungen sinngemäß auch für Maschinen mit mehrfacher Zwischenüberhitzung.

Ferner sind im folgenden mit G der Generator und mit ÜW ein Übersetzungswandler sowie mit RV die Regelventile und mit A V die Abfangventile benannt. In jede der vom Zwischenüberhitzer ZU abgehenden Leitungen sind Ventile eingebaut, wobei die Umleitventile in der Leitung zur Umleitstation UL den Zwischenüberhitzerdruck regeln und die Abfangventile A V in der Leitung c des Niederdruckteils der Turbine ergeben.

In dem Schaltbild ist der Weg des Arbeitsdampfes durch eine gestrichelte Linie dargestellt, während mit einer strichpunktierten Linie der Weg des Überproduktionsdampfes, auch Umleitdampf genannt, veranschaulicht ist.

Es werden Umleitdampfmenge und die Turbinenfrischdampfmenge gemessen, die entsprechenden Signale heißen DU und Dl. Die Signale DU und Dl werden im Summenbildner I addiert. Das Ergebnis, das Signal Dl + DU, dient einmal als Führungsgröße des Sollwertes des von der Umleitstation UL einzuregelnden Zwischenüberhitzerdruckes, zum anderen, zusammen mit Signal D1, zur Bildung des Verhältnisses

30 Dl

Dl + DU

im Quotientenbildner II. Dieses Verhältnis ist der Sollwert des Öffnungsgrades der Abfangventile A V, der vom Übersetzungswandler ÜW durch langsames Nachstellen seines Übersetzungsverhältnisses herbeigeführt wird.

Als Impuls für den Öffnungsgrad des Abfangventils A V wird erfindungsgemäß der Quotient Türbinendampfmenge zu Kesseldampfmenge oder ein von diesem Quotienten abgeleiteter Wert gewählt, wozu der Übersetzungswandler ÜW Verwendung findet, durch den das Hubverhältnis zwischen den Abfang- und Regelventilen AV, RV kontinuierlich in der Weise verstellt wird, daß bei jedem eingestellten Übersetzungsverhältnis diese Ventilgruppen gleichzeitig die geschlossene Endstellung erreichen. Ohne Umleitbetrieb ist der Öffnungsgrad gleich 1, das Abfangventil A V ist gerade vollständig offen, und beim Schließen beginnt das Abfangventil A V gemeinsam mit dem Regelventil RV die Schließbewegung. Da sich die Kessellast im ersten Augenblick nicht ändert, setzt nun der Umleitbetrieb ein. Wird jetzt die Kessellast zurückgenommen, so verringert sich einerseits der Zwischenüberhitzerdruck, weil der Solldruck der Zwischenüberhitzer-Druckregelung zurückgeht, andererseits steigt der Quotient Turbinendampfmenge zu Kesseldampfmenge an. Die Abfangventile A V öffnen, wobei sich die Leistungsverteilung auf die einzelnen Turbinenteile für Hochdruck HD und Niederdruck ND nur wenig ändert. Wenn dagegen die Kessellast nicht zurückgenommen wird, dann verbleiben die Abfangventile in ihrer angedrosselten Stellung, und die Leistungsverteilung auf den Hochdruckteil HD und den Niederdruckteil ND der Turbine bleibt konstant.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Regeleinrichtung für Dampfturbinenanlagen mit einfacher und mehrfacher Zwischenüberhitzung, mit einer oder mehreren Umleitstationen sowie Regel- und Abfangventilen und einem der Steuerung der Abfangventile dienenden Übersetzungswandler, dadurch gekennzeichnet, daß die den Meßgrößen Umleitdampfmenge und Turbinendampf menge proportionalen Signale DU und Dl zur Turbinen- und Umleitregelung in der Weise herangezogen werden, daß DU und Dl, in einem Summenbildner (I) addiert, als Führungsgröße für den Sollwert des von der Umleitstation (UL) einzuregelnden Zwischenüberhitzerdruckes benutzt werden, und daß das durch einen Quotientenbildner (II) gebildete Verhältnis

   Dl

   Dl + DU

   als Sollwert dem Übersetzungswandler (ÜW) aufgeschaltet wird, der das Übersetzungsverhältnis zwischen Regel- und Abfangventilen so lange nachregelt, bis der Öffnungsgrad des Abfangventils (AV) mit diesem Sollwert übereinstimmt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen