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Aus einer Doppelentnahmedampfturbine und einer Vorschaltturbine bestehende
Kraftmaschinenanla,-"e Das Hauptpatent betrifft eine aus einer Doppelentnahmedampfturbine
lind einer Vorschaltturbine bestehende Kraftmaschinenanlage, die bei gewöhnlichem
Betrieb aus einer Höchstdruckkesselanlage und bei deren Ausfall unter Abschaltung
der Vorschaltturbine aus einer vorhandenenMitteldruckkesselbatterie gespeist wird.
Zwischen den beiden Anzapfstellen der Doppelentnahmeturbine ist hierbei ein Dampfspeicher
vorgesehen, der in die ankommenden Last- und Dampfentnahmespitzen selbsttätig ausgleichend
eingreift, indem dessen Ladeventil in Abhängigkeit von dein Druck in der ersten
Entnahmestelle und dessen Entladeventil abhängig von dem Druck der zweiten Entnahmestelle
geöffnet bzw. geschlossen werden. Die Einrichtung ist nun gemäß der Erfindun,g so
getroffen, daß die Verstellung des Speicherlade- und des -entladev,entils in
Ab-
hängigkeit von dem sich in der Gegendruckleitung der Vorschaltturbine
einstellenden Druck und abhängig von der Stellung der Dampfeinlaßsteuerung der Doppelentnahmeturbine
erfolgt. Das Lade- und das Entladeventil des Speichers sind dabei mit den Druckreglern
der beidenEntnahmestellen derart verbunden, daß -bei einer Verstellung dieser Ventile
gleichzeitig die -Verstellvorrichtungen der betreffenden Anzapfdruckregler betätigt
werden.
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Es ist bekannt, bei einer aus einer nicht angezapften Kondensationsdampfkraftmaschine
und einem Speicher bestehenden
Dampfkraftanlage das Lade- und Entladeventil
des Speichers abhängig vom Druck in der Zudampfleitung der Turbine zu steuern. Im
Gegensatz hierzu erfolgt gemäß der Erfindung die Steuerung der Speicherventile nicht
durch den Druck der Dampfquelle selbst, sondern von dem Gegendruck der Vorschaltturbine,
die bei der bekannten Anlage überhaupt nicht vorhanden ist. Außerdem sind erfindungsgemäß
die Speicherventile in ihrer Öffnungslage abhängig von der Stellung der Einlaßsteuerung
der Doppelentnahmeturbine; Die Zeichtiung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Es bezeichnet i eine aus Höchstdruckkesseln ?- von geringem
Fassungsvermögen gespeisteVorschaltturbine, die ihrenAbdampf an eine Mitteldruckleitung
3 abgibt. Zur Steuerung der Dampfzufuhr zur Varschaltturbine i dient bei
gewöhnlichem Betrieb ein Kesseldruckregler 4, während -der Fliehkraftregler
5 lediglich als Sicherheitsregler gegen Überdrehzahl wirkt. An die Dampfleitung3
ist eine Mitteldruckkesselanlage6 angeschlossen, die für gewöhnlich außer Betrieb
gesetzt ist und nur bei Ausfall der Hochdruckkessel 2 in Betrieb genommen wird.
Aus der Dampfleitung 3 wird eine Doppelentnahmeturbine mit dem Hochdruckteil
7,
dein Mitteldruckteil 8 und dem Niederdruckteil 9 gespeist.
Von dem Hochdruckteil 7
wird Dampf für Verbraucher io entnommen, während ajm
En-de des Mitteldruckteils 8
Dampf niederen Druckes für weitere Verbraucher
ii abgeführt wird. Zwischen den beidenzLEntnahnieleitungen 12, 13 ist ein Ladeventil
15 gespeist und durch ein Entlade-14 vorgesehen, der durch ein ventil 16 entleert
wird und dazu dient, die ankommenden Last- und Dampfentnahrnespitzen aufzunehmen.
Die -beiden Ventile 15,
16 werden hierbei in Abhängigkeit von dem Druck in
der zu dem Hochdruckteil 1 der Doppelentnahmeturbine führen-den Leitung 17
mittels eines Druckreglers 18 und abhängig von der Stellung des Dampfeinlaßorganes
ig durch elektrische Ternsteuerung eingestellt. Die Regelung des Dampfdurchsatzes
der Doppelentnahnleturbine erfolgt durch das Einlaßventil ig und die hinter den
Entnahmestellen vorgesehenen überströrnventile 2o, 21, die bei Lastschwankunggen
durch den Fliehkraftre,-ler:22, bei verändertem Entnahmedruck in der Leitung 12
bzw. r3 durch den Entnahrnedruckre,-ler:23 bzw. 24 verstellt werden. Der Druckregler
18 verstellt außer den Speicherventilen 15, 16 noch entsprechend dem Dampfanfall
aus der Leitung 3 das Dampfeinlaßorgan i# und beeinflußt auch die Überströmventile
2o, 21.
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Die Leitung 17, von der das Rohr:25 abzweigt, führt bis zur
Verbraucherleitung 12. Sie ist hinter der Abzweigstelle des Rohres 2-5
mit einem Druckminderventil 26 versehen, das durch Druckimpulse aus den Leitungen
12 und 25 beeinflußt wird. Die Absperrorgane 27, 28 dienen zum Abschalten
der Vorschaltturbine i bzw. der Mitteldruckkesselbatterie 6. Die Leitung
3 ist ferner noch mit einem Abblaseventil 29 versehen.
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Des weiteren ist zwischen den Leitungen 12, 13 noch eine Umführungsleitung
30 mit Druckminderventil 31 vorgesehen, durch die beim Ausfall der
Doppelentnahmeturbine die Leitung 13 mit Verbrauchsdampf aus der Leitung 12- unter
Überbrückung des Speichers 14 beliefert wird.
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Gemäß der Erfindung werden das Lade-und das Entladeventil 15, 16 des
Dampfspeichers 14 in Abhängigkeit von dem sich in der Gegendruckleitung
17 einstellenden Druck und abhängig von der Stellung der Einlaßstenerung
der Doppelentnahmeturbine 7, 8, 9 verstellt. Zu diesem Zweck sind an der
Spindel des Druckreglers 18 Schaltarme b
3-9, 33 vorgesehen,
die mit deman der Spindel des Regelventils ig angebrachten Schaltarm 34 zusammenwirken.
Bei Berührung des Schaltarms 34 mit einem derArme 32, 33 werden die
Motore 35, 36 der Ventile 15, 16 in dein einen oder anderen'Sinne
in Bewegung a -
gesetzt. Die beiden Ventile 15, 16 werden da bei zueinander
im entgegengesetzten Sinne betätigt. Die M0tOre 35, 36 sind mit nicht dargestellten
Gebern einer elektrischen Fernsteuerung gekuppelt, die auf die Empfänger
37, 38 derart einwirken, daß die Einstellvorrichtungen 39, 4o der
Gegenfedern 41, 4:2 der Druckregler 23,24 gleichzeitig mit der Steuerung der Ventile
15, 16 durch ihre Regelgrößen betätigt werden.
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Die Wirkungsweise der Anlage beim Betrieb mit Vorschaltturbine i,
eingeschaltetem Speicher 14 und stillgesetzten Mitteldruckkesseln 6 ist folgende:
Entsprechend der Dampferzeugung der Hochdruckkessel 2 stellt der Kesseldruckregler
4 das Einlaßventil der Vorschaltturbine i ein, und der nicht.-dargestellte Generator
dieser Vorschaltturbine gibt entsprechend dem Dampfdurchsatz Leistung an ein Netz
ab. Die Doppelentnahmeturbine 7,
8, 9 verarbeitet den. von der Vorschaltturbine
i in die Leitung 3 gespeisten Dampf. Der Druckregler 18 hält den Druck in
der Leitung 17 gleichbleibend und verstellt zu
diesem Zweck das Regelventil
ig. Der Fliehkraftregler22 beeinflußt das Einlaßventil ig und die Überströmventile
20, 21 im gleichen, der Druckregler 23 das Ventil ig gegenüber den Überströmventilen
2o, 21 im entgegengesetzten Sinne. Der Druckregler 24
betätigt die
Ventile ig und:2o gegenüber dem Ventil 21 im entgegengesetzten Sinne.
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Steigt der Druck in der Gegendruckleitung 17 infolge vermehrter Dampferzeugung
der Hochdruckkessel 2, so bewegt sich die Meinbran des Druckreglers 18 nach unten,
die Schaltarme 32 und 34 kommen zur Berührung, und durch die Zwischenwirkung
der Motore 35, 36 wird das La-deventil 15 geÖffnet, das Entladeventil
16 dagegen geschlossen. Hierbei werden gleichzeitig mit der Verstellung der Ventile
15, 16 die Verstelleinrichtungen 39, 40 der EntnahmedrUCIre-ler
23, 2-4 durch elektrische Fernsteuerting betätigt und dadurch die Federn
44 4:2 gespannt. Gleichzeitig ist aber auch der Druck in den Leitungen 12,
13 gesunken, wodurch die Druckregler 23, 24 zum Eingreifen in die
Turbinetistetierung 'gezwungen werden. Durch den Druckregler 23 werden dann
das Ventil 19 im öff-
nenden, die Ventile 2o, :2 1 dagegen im schließenden
Sinne verstellt. Der Druckregler 24 wirkt seinerseits auf das Einlaßventil ig ebenfalls
im öffnenden Sinne ein und öffnet gleichzeitig auch das Überströtinventil 2o im
erhöhten Maße wieder, während das Überströmventil 21 weiter im schließenden Sinne
bewegt wird.
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Der Dampfdurchsatz durch den Turbinenhochdruckteil 7 und den
Mitteldruckteil 8
wird demnach erhöht, so daß durch die ge-
steigerte
Leistung dieser beiden Turbinenteile die bei herabgesetzter Energiezufuhr zum Niederdruckteil
9 auftretende Leistungsminderung wieder ausgeglichen wird. Ein Druckanstieg
in- der Verbraucherleitung 12 findet nicht satt, weil der Mehranfall von Dampf aus
der ersten Entnahmestelle durch das geöffnete Ladeventil 15 dem Speicher 14 zufließt.
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Sinkt der Druck in der Leitung 17 infolge verringerter Dampferzeugung
der Hochdruckkessel 2, so spielt sich die Regelung in entsprechender Weise, je-doch
im umgekehrten Sinne ab.
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Bei Leistungsänderung, aber gleichbleibender Dampferzeugung der Kesselbatteri-e
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verstellt der Fliehkraftregler :2:2 zunächst die Ventile 19, 20 und
21. Tritt nun eine Last-Steigerung ein, so werden die Ventile Ig, 20 und 2,1 durch
den Fliehkraftregler vorerst weiter geöffnet. Durch das Öffnen des Ventils, ig und
das Absinken des Druckes in der Leitun,- 17 werden die Schaltarme 32, 33
und 34 zueinander bewegt, und zwar die Schaltarme 3:2, 33 aufwärts, der Schaltarm
34 abwärts. Die beiden Schaltarme 33, 34 kommen schließlich in Berührung
und schließen den Stromkreis der Motore 35, 36, so daß das Ladeventil
15 geschlossen und das Entladeventil 16 geöffnet wird. Gleichzeitig werden
die Federn41, 42 durch elektrische Fern-Steuerung entspannt, und die Spindeln der
Druckregler 23, 24 bewegen sich nach unten. Da infolge der Verstellung der
Ventile 15, 16 in der angegebenen Weise in den Leitungen 12, 13 augenblicklich ein
Druckanstieg eintritt, wird die Abwärtsbewegung der Druckreglermembranen
23, 24 unterstützt. Die Folge davon ist, daß das Ventil ig so weit geschlossen
wird, bis sich die Schaltarine 33,
3.4 voneinander abheben. Das Ventil 2o
wird 1.egenüber seiner Stellung vor Eintritt des Lastanstiegs etwas geöffnet, da
dessen durch die Einwirkung des Druckreglers:24 eingeleitete Schließbewegung durch
den Druckregler 23 mehr als aufgehoben wird. Das Überströmventil 21 wird
sowohl durch den Druckregler 23 als auch durch den Druckregler 24 im öffnenden
Sinne bewegt, so daß der Lastanstieg zwar teilweise von dem Mitteldruckteil
8, in der Hauptsache aber von dein Niederdruckteil 9 aufgenommen wird.
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Der umgekehrte Vorgang tritt ein, wienn eine Lastsenkung stattfindet.
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Benötigen die Verbraucher io eine größere Dampfmenge, so sinkt zunächst
der Druck in der Leitung 1:2. Die Membran des DruckreglerS 23 bewegt sich
nach oben, das Einlaßventil ig öffnet sich vorerst, während die Ventile 2o, 21 entsprechend
geschlossen werden. Durch das Öffnen des Ventils ig wird eine Druckabsenkung in
der Leitung 17 herbeigeführt, so daß die Membran des Druckreglers 18 nach
oben bewegt wird. Die Schaltarme 33) 34 kommen miteinander in Berührung,
so daß durch Schließen des Stromkreises und Ingangsetzen der Motore 35, 36
das Ventil 15
im schließenden, das Ventil 16 im öffnenden Sinne betätigt wird.
Gleichzeitig werden die 23 el Federn 41, 42 der Druckregler 23, 24 entspannt.
Hierdurch und durch die infolge der Betätigung der Speicherventile 15, 16 hervorgerufene
Druckerhöhung, in den Leitungen 12, 13 werden die Membranen der Druckregler
23, :24 niedergedrückt, so daß durch die Schließbewegung des Ventils ig der
Stromkreis der Motore 35, 36 wieder unterbrochen wird. Bei diesem Regelvorgang
wird das Ventil 20 etwas geschlossen, das Ventil 21 dagegen geöffnet. Der Mehrdampfbedarf
der Verbraucher i o wird demnach durch teilweises oder gänzliches Abschalten des
Ladedampfes und durch vermindertes Dampfüberströmen nach dem Niederdruckteil 8 gedeckt.
Die verminderte Leistung des Turbinenteils 8 wird durch erhöhte Leistung
des Niederdruckteils 9
ausgeglichen.
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Der umgekehrte Vorgang tritt bei verringertem Dampfbedarf der Verbraucher
io ein. Bei steigendem Dampfbedarf der Verbraucher ii sinkt der Druck in der Leitung
13.
Der Druckregler 2-4 öffnet die Ventile ig, 2-o und schließt entsprechend das Ventil
21. In der gleichen Weise wie beim Absinken des Druckes in der Leitung 12 wird die
elektrische Fernregelung der Speicherventile 15, 16 und die damit verbundene Nachstellung
der Druckreglerfedern 41, 42 vorgenommen. Nach stattgefundener Regelung ist das
Ventil 21 gegenüber seiner vorigen Stellung etwas geschlossen, das Ventil 2o dagegen
geöffnet worden. Das Ventil ig ist hierbei im Laufe des Regelvor,gangs wieder in
seine ursprüngliche Lage zurückgeführt worden. Ein Leistungsausgleich findet zwischen
den beiden Turbinenteilen 8, 9 statt.
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Tritt der Fall ein, daß die Hochdruckkessel:2 ausfallen, so wird die
Kesselbatterie 6
in Betriebgenommen, indem das Ventil 27 geschlossen
und das Ventil 28 geöffnet wird. Der Druckregler 18 wird dann ausgeschaltet
und die Stromzufuhr zur elektrischen Fernsteuerung der Speicherventile
15, 16 abgesperrt.
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Da beim Ausfall der Doppelentnahmeturbine infolge fehlender Dampfversorgung
aus der Hochdruckkesselanlage 2 der Druck in derLeitung 17 sofortgefallen
ist, istdas Ladeventil 15 geschlossen, das Entladeventil 16 dagegen geöffnet
worden. Die Verbraucher 16 erhalten demnach. noch Dampf aus dem Speicher
14 bis zu dessen Entleerung. Bei genügend großem Fassungsvermögen des Speichers
14 kann auch dem Turbinenniederdruckteil 9
noch zur Aufbringung der Leerlaufarbeit
der Doppelentnahmeturbine Speicherdampf zugeführt werden, bis die Kesselbatterie
6 hochgefahren ist. Ist die Dampfversorgung aus der Mitteldruckkesselbatterie
6 sichergestellt, so arbeitet die Turbinensteuerung, da die Fernbetätigung
der Speicherventile 15, 16 sowie die damit verbundene selbsttätige Nachstellung
der Federn 44 42 der Entnahme-.druckregler 23, 24 ausgeschaltet ist, wie
diejenige einer gewöhnlichen Doppelentnahmeturbine. DieVentile ig, 2o, 21 unterstehen
alsdann nur noch dem Einfluß des Fliehkraftreglers 22 und der beiden Entnahmedruckregler
23, 24.
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Es kann aber auch die Forderung gestellt sein, daß bei Inbetriebnahme
der Mitteldruckkesselbatterie 6 Belastungs- und Entnahniespitzen von ihr
ferngehalten werden sollen. In diesem Falle bleibt der Druckregler iS mit der Fernsteuerung
der Speicherventile 15, 16 und der Nachstellung der Druckreglerfedern 44
42 in Betrieb. Der Regelvorgang ist dann der gleiche wie bei Betrieh mit Vorschaltturbine
i und Speisung der Anlage aus der Hochdruckkesselanlage 2.