DE2516378A1 - Anordnung zur steuerung des druckes des zwischenueberhitzten dampfes in einem htgr-kraftwerk - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH

DIPL.-ING. ERIfoT RATHMANN

β MÖNCHEN 71. den 14. April 1975

McfcMoratrae« 42

WS4P-1274

Westinghouse Electric Corporation Westinghouse Building Gateway Center Pittsburgh, Pennsylvania, V. St. A.

Anordnung zur Steuerung des Druckes des zwischenüberhitzten

Dampfes in einem HTGR-Kraftwerk

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung von Dampfturbinen in einem Kraftwerk, das mit einem gasgekühlten Hochtemperaturreaktor versehen ist (HTGR-Kraftwerk) und das mehrere Dampferzeuger aufweist, die je einem Reaktorkühlgaskreislauf Wärme entziehen und überhitzten Dampf an einen gemeinsamen Hauptdampfsammler und zwischenüberhitzten Dampf an einen gemeinsamen Sammler für zwischenüberhitzten Dampf abgeben.

In einem HTGR-Kraftwerk wird während des Betriebes des Reaktors ständig ein Kühlgas (Helium) durch den Reaktor umgewälzt. In einem HTGR-Kraftwerk mit indirektem Kreislauf

strömt

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strömt das Reaktorkühlgas von dem Reaktor zu der Primärseite von mehreren Dampferzeugern, die dem Gas Wärme entziehen und

- 2 - überhitzten

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zwischenüberhitzten Dampf mit Dampf gespeist werden. Der Dampfdurchfluß durch die Leitung 131 wird durch ein Überströmventil 132 gesteuert. Eine HilfsÜberströmleitung 133 führt von dem Sammler 125 für zwischenüberhitzten Dampf an eine weitere Stelle, an der Dampf abgegeben werden kann, in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ins Freie. Der Dampfdurchfluß in der Leitung 133 wird durch ein HilfsÜberströmventil 134 gesteuert. Das Überströmventil 132 wird mittels eines vorzugsweise elektrisch-hydraulischen Stellantriebes 135 hydraulisch in eine Stellung bewegt, die durch ein elektrisches Signal bestimmt wird, das über eine Leitung 136 an den Stellantrieb 135 angelegt wird. Das Ventil 134 wird mittels eines vorzugsweise elektrisch-hydraulischen Stellantriebes 137 in eine Stellung bewegt, die von einem elektrischen Eingangssignal bestimmt wird, das über die Leitung 138 an den Stellantrieb 137 angelegt wird.

In der vorliegenden Beschreibung wird angenommen, daß das Schnellschlußventil 126 und das Drosselventil 106 offen sind, wenn nichts anderes gesagt wird. Infolgedessen wird der Dampfdurchfluß durch die Turbinen 111 und 112 von dem Mitteldruck-Regelventil 127 und der Dampfdurchfluß durch die Turbine 108 von dem Hochdruck-Regelventil 107 gesteuert. Ein Signalgeber 170 jgibt ein Lastsignal, das der Sollausgangsleistung des Turbogenerators A entspricht, über die Leitung 171 an ein Beaufschlagungssteuerungssystem 172 ab, das über eine Leitung 173 ein Signal abgibt, das dem Sollwert des Beaufschlagungsdampfdurchflusses durch die Turbinen 111 und 112 bzw. das Mitteldruck-Regelventil 127 entspricht, und gibt ferner über eine Leitung 174 ein Signal ab, das der Sollstellung des Hochdruck-Regelventils 107 entspricht. Ein elektrisch-hydraulischer Stellantrieb 175 bringt das Ventil 127 in eine solche Stellung, daß der Dampfdurchfluß durch die Turbinen 111 und 112 dem durch das Signal in der Leitung 173 dargestellten Sollwert entspricht. Ein elektrisch-hydraulischer Stellantrieb 176 bringt das

- 3 - " Regelventil

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Einstellung eines Mitteldruck-Regelventils gesteuert. Gleichzeitig müssen die Überströmventile, die in den Überströmleitungen angeordnet sind, die der Mittel- und der Niederdruckturbine zugeordnet sind, so eingestellt werden, daß der erwünschte Mindestdampfdurchfluß durch die Zwischenüberhitzer der Dampferzeuger auch dann aufrechterhalten wird, wenn der Dampfdurchfluß durch die Mittel- und Niederdruckturbine kleiner ist als der genannte Mindestdampfdurchfluß.

In einem bekannten System zur Steuerung der Beaufschlagung eines Turbogenerators in einem HTGR-Kraftwerk sind ein Regelventil und ein Überströmventil derart miteinander verbunden, daß das eine Ventil öffnet, wenn das andere schließt. Im Idealfall sind die beiden Ventile so ausgelegt, daß ihr Gesamtdampf strömungswiderstand in jeder Einstellung gleich ist, so daß bei konstanter Menge des von den Zwischenüberhitzern abgegebenen Dampfes der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf im wesentlichen konstant bleibt. In der Praxis kann die von den Zwischenüberhitzern abgegebene Dampfmenge schwanken oder kann der Gesamtdampfströmungswiderstand des Regel- und des Überströmventils schwanken, so daß auch der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf schwankt. Bei einer plötzlichen Entlastung eines Turbogenerators kann ein Sicherheitsventil öffnen, um den Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf von einem zu hohen Dampfdruck zu entlasten. Dieses Sicherheitsventil schließt wieder, wenn der Dampfdruck auf einen vorherbestimmten Wert gesunken ist. Diese Ein-Aus-Steuerung kann jedoch dazu führen, daß nach der plötzlichen Entlastung des Turbogenerators der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf schwankt, wodurch die Genauigkeit der Steuerung des Durchflusses des Reaktorkühlgases beeinträchtigt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun in der Schaffung einer Anordnung, die in jedem beliebigen, mit Turbinen versehenen HTGR-Kraftwerk zur Steuerung des Dampfdruckes in dem Sammler

- 4 - für

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s·

für den zwi3chenu.berh.itzten Dampf verwendet werden kann, wobei unerwünschte Unterschiede zwischen den Dampfdurchflüssen durch die den Turbinen zugeordneten Überströmleitungen auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Anordnung zur Steuerung des Dampfdruckes in einem Sammler, dem zwischenüberhitzter Dampf von einem Zwischenüberhitzer eines Dampferzeugers zugeführt wird, der einem Reaktorkühlgasstrom Wärme entziehen und überhitzten und zwischenüberhitzten Dampf an einen Turbogenerator abgeben kann, der mindestens eine Hochdruckturbine und mindestens eine Mittel- bzw. Niederdruckturbine aufweist, wobei das Gas durch einen Hochtempera— tur-Kernreaktor und den Dampferzeuger mittels eines Umwälzgebläses umgewälzt wird, das von einer Hilfsdampfturbine gedreht wird, durch die ein Teil des dem Eintritt des Zwischenüberhitzers zuzuführenden Dampfes tritt, und wobei der Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf so geschaltet ist, daß Dampf aus dem Sammler zu einer Kondensationseinrichtung längs eines ersten Weges strömen kann, der die Mittel- bzw. Nieder— druckturbine aufweist, und längs eines zweiten Weges, der eine Überströmleitung aufweist, und wobei die Steuerungsanordnung eine Ventileinrichtung aufweist, die zur Regelung des Dampfdurchflusses durch die Überströmleitung dient, einen Signalgeber zum Erzeugen eines ersten Signals, das einen Sollwert für den Dampfdurchfluß durch die Mittel- bzw. Niederdruckt urb ine angibt, einen Druckgeber zum Erzeugen eines zweiten Signals, das dem Istwert des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf entspricht, und einen Signalgeber zum Erzeugen eines dritten Signals, das einen Sollwert für den Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf angibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerungssystem vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von dem ersten Signal durch Verstellen'der Ventileinrichtung den Dampfdurchfluß durch die Überströmleitung so steuert, daß der Dampfdurchfluß durch den Zwischenüberhitzer gleich

- 5 - ' einem

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einem vorbestimmten Mindestdurchfluß ist, wenn der Ist- und der Solldampfdruck einem vorherbestimmten Niedriglastwert entsprechen und der Sollwert des Dampfdurchflusses durch die Mittel- bzw. Niederdruckturbine kleiner ist als der vorherbestimmte Mindestdampfdurchfluß, und die bei einer Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Signal in Abhängigkeit von dem zweiten und dritten Signal den Dampfdurchflu'3 durch die Hauptüberströmleitung proportional der Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Signal im Sinne einer Herabsetzung dieser Differenz verändert.

Wenn der Sollwert des Dampfdurchflusses durch die Mittelbzw. Niederdruckturbine unter einem vorherbestimmten Mindestwert liegt, regelt die erfindungsgemäße Anordnung den Dampfdurchfluß durch eine zwischen dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf und einer Kondensationseinrichtung angeordnete Überströmleitung derart, daß die Gesamtmenge des aus dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf austretenden Dampfes dem vorherbestimmten Mindestdampfdurchfluß entspricht. Bei einer niedrigeren Ausgangsleistung wird der vorherbestimmte Mindestdampfdurchfluß durch den Zwischenüberhitzer aufrechterhalten, so daß der Dampferzeuger einwandfrei arbeiten kann und geschützt ist. Zur Steuerung des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf wird der Dampfdurchfluß durch die Überströmleitung in einem vorherbestimmten Verhältnis zu einer Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf im Sinne der Herabsetzung dieser Differenz verändert, so daß die Steuerung der pro Zeiteinheit umgewälzten Menge des Reaktorkühigases erleichtert wird.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 in einem Blockechema ein zwei Turbogeneratoren

- 6 - aufweisendes

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aufweisendes HTGR-Kraftwerk, das mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Steuerung des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf nach einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist, und

Fig. 2 ein Blockschema eines Überströmsteuerungssystems nach einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 A und 3 B stellen bestimmte Signale dar, die von dem in Fig. 2 gezeigten Überströmsteuerungssystem erzeugt werden.

In Fig. 1 sind drei Umwälzgebläse gezeigt, die das als Kühlgas verwendete Helium durch je einen gasgekühlten Hochtemperaturreaktor 100 und einen ihm zugeordneten Dampferzeuger

- Ί - umwälzen.

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drehen die Helium-Umwälzgebläse 102 B bzw. 102 0. Durch die gestrichelte Linie, welche die HilfBdampfturbine ASTC rait dem Helium-Umwälzgebläse 102 0 verbindet, wird angedeutet, daß diese beiden Teile auf Drehung miteinander verbunden sind. Jeder Hilfsdampfturbine ist ein Steuerventil zugeordnet, welches den Dampfdurchfluß durch die Hilfsdampfturbine und damit auch den Durchfluß des Reaktorkühlgases durch das entsprechende Helium-Umwälzgebläse steuert. Von der Hilfsdampfturbine ASTA wird der Abdampf dem Eintritt des Zwischenüberhitzers RHA zugeführt. Von den Hilfsdampfturbinen ASTB und ASTC wird der Abdampf den Eintritten der zugeordneten Zwischenüberhitzer RHB und RHC zugeführt. Zwischen dem Abdampfsammler 109 und dem Eintritt jedes der Zwischenüberhitzer RHA, RHB, RHC ist eine Überströmleitung geschaltet, die mit einem Überströmventil versehen ist. Wenn die dem Abdampfsammler 109 zugeführte Gesamtdampfmenge größer ist als der Gesamtdampfdurchfluß durch die Hilfsdampfturbinen, werden die diesen zugeordneten Überströmventile so eingestellt, daß der überschüssige Dampf von den Überströmleitungen direkt den Eintritten der Zwischenüberhitzer zugeführt wird. Ein Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf wird von den Austritten der Zwischenüberhitzer mit zwischenüberhitztem Dampf gespeist. Bei Verwendung von mehr als drei Dampferzeugern sind der Zwischenüberhitzer, das Helium-Umwälzgebläse und die Hilfsdampfturbine, die jedem zusätzlichen Dampferzeuger zugeordnet sind, ebenfalls in der vorstehend beschriebenen Weise geschaltet.

Aus dem Sammler 125 für zwischenüberhitzten Dampf kann dieser durch ein Schnellschlußventil 126 und ein Mitteldruck-Regelventil 127 dem Eintritt der Mitteldruckturbine 111 zugeführt werden. Der Abdampf der Turbine 111 wird in der Leitung 128 dem Eintritt der Niederdruckturbine 112 zugeführt. Abdampf von der Turbine 112 wird über eine Leitung 129 einem Kondensator 130 zugeführt. Durch eine Hauptüberströmleitung 131 kann der Kondensator I30 von dem Sammler 125 für

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bezeichnet. Von dem Hauptdampfsammler 105 führen Überströmleitungen 114 und 115 zu dem Ab dam^s animier 109. Der Dampfdurchfluß in den Leitungen 114 und 115 wird durch je ein Überströmventil 116 bzw. 117 gesteuert. Von dem Hauptdampfsammler 109 kann Dampf ferner über ein Drosselventil 118, ein Hochdruck-Regelventil 119 und eine Hochdruckturbine dem Abdampfsammler 109 zuströmen. Die Hochdruckturbine rotiert auf derselben Welle 121 wie die Mitteldruckturbine 122, die Niederdruckturbine 123 und ein Generator 124. Diese Teile werden nachstehend als Turbogenerator B bezeichnet. Der Dampferzeuger arbeitet am vorteilhaftesten, wenn der Dampfdurchfluß durch die Überhitzer nicht unter einen erwünschten Mindestwert sinkt. Wenn nun der Gesamtdampfdurchfluß durch die Turbinen 108 und 120 kleiner ist alsdieser Mindestwert, werden die Überströmventile 116 und so eingestellt, daß der Dampfdurchfluß durch die Überhitzer auf dem gewünschten Mindestwert gehalten wird. Wenn dagegen der Gesamtdampfdurchfluß durch die Turbinen 108 und 120 größer ist als der gewünschte Mindestwert, werden die Ventile 116 und 117 geschlossen. Der Durchfluß durch die Zwischenüberhitzer darf ebenfalls nicht unter einen bestimmten erwünschten Mindestwert sinken. In der vorliegenden Beschreibung sei angenommen, daß der erwünschte Mindestdampf— durchfluß so gewählt ist, daß mit diesem Dampf durchfluß das Kraftwerk 25 f° seiner Höchstleistung erzeugen kann. Natürlich kann der erwünschte Mindestdampfdurchfluß je nach der Auslegung der .Dampferzeuger auch einer anderen Ausgangsleistung entsprechen. Ferner sei darauf hingewiesen, daß anstelle jedes der Drosselventile 106 und 118 und jedes der Regelventile 107 und 119 in der Praxis eine Gruppe von der artigen Ventilen vorgesehen ist.

Eine Hilfsdampfturbine ASTA wird von dem Abdampfsammler mit Dampf beaufschlagt und dreht das Helium-Umwälzgebläse 102 A. Die Hilfsdampfturbinen ASTB und ASTC werden ebenfalls von dem Abdampfsammler 109 mit Dampf gespeist und

- · · ' drehen

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drehen die Helium-Umwälzgebläse 102 B bzw. 102 G. Durch die gestrichelte Linie, welche die Hilfsdampfturbine ASTC mit dem Helium-Umwälzgebläae 102 G verbindet, wird angedeutet, daß diese beiden Teile auf Drehung miteinander verbunden sind. Jeder Hilfsdampfturbine ist ein Steuerventil zugeordnet, welches den Dampfdurchfluß durch die Hilfsdampfturbine und damit auch den Durchfluß des Reaktor kühig as es durch das entsprechende Helium-Umwälzgebläse steuert. Von der Hilfsdampfturbine ASTA wird der Abdampf dem Eintritt des Zwischenüberhitzers RHA zugeführt. Von den Hilfsdampfturbi- nen ASTB und ASTC wird der Abdampf den Eintritten der zugeordneten Zwischenüberhitzer RHB und RHC zugeführt. Zwischen dem Abdampfsammler 109 und dem Eintritt jedes der Zwischenüberhitzer RHA, RHB, RHC ist eine Überströmleitung geschaltet, die mit einem Überströmventil versehen ist. Wenn die dem Abdampfsammler 109 zugeführte Gesamtdampf menge größer ist als der Gesamtdampfdurchfluß» durch die Hilfsdampfturbi- nen_s werden die diesen zugeordneten Überströmventile so eingestellt, da2 der überschüssige Dampf von den Überströmleitungen direkt den Eintritten der Zwischenüberhitzer zugeführt wird. Ein Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf wird von den Austritten der Zwischenüberhitzer mit zwischenüberhitztem Dampf gespeist. Bei Verwendung von mehr als drei Dampferzeugern sind der Zwischenüberhitzer, das Helium-Umwälzgebläse und die Hilfsdampfturbine, die jedem zusätzlichen Dampferzeuger zugeordnet sind, ebenfalls in der vorstehend beschriebenen Wei3e geschaltet.

Aus dem Sammler 125 für zwischenüberhitzten Dampf kann dieser durch ein Schnellschlußventil 126 und ein Mitteldruck-Regelventil 127 dem Eintritt der Mitteldruckturbine 111 zugeführt werden. Der Abdampf der Turbine 111 wird in der Leitung 128 dem Eintritt der Niederdruckturbine 112 zugeführt. Abdampf von der Turbine 112 wird über eine Leitung 129 einem Kondensator 130 zugeführt. Durch eine Hauptüberströmleitung 131 kann der Kondensator 130 von dem Sammler 125 für

- IO - zwischenüberhitzten

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überhitzten Dampf und zwischenüberhitzten Dampf an einen Turbogenerator abgeben. Um einen einwandfreien Betrieb und Schutz der Dampferzeuger zu gewährleisten, muß in dem Überhitzer und dem Zwischenüberhitzer jedes Dampferzeugers ein gewisser Mindestdampfdurchfluß aufrechterhalten werden. Gewöhnlich entspricht der Mindestdampfdurchfluß in allen Dampf-· erzeugern dem Dampfdurchfluß, der zum Erzeugen von 25 % der Höchstleistung des Kraftwerks erforderlich ist. Daher sind den verschiedenen Turbinen Überströmleitungen parallelgeschaltet, die es ermöglichen, den Gesamt-Mindestdampfdurchfluß in den Dampferzeugern auch dann aufrechtzuerhalten, wenn der Dampfdurchfluß durch die Turbinen kleiner ist als der genannte Mindestdampfdurchfluß.

Jedem Dampferzeuger ist eine Heliumumwälzpurape zugeordnet, die ein Kühlgas durch den Reaktor und den Dampferzeuger umwälzt und die von einer Hilfsdampfturbine einen Drehantrieb erhalten kann. Bei einer Verwendung von Hilfsdampfturbinen für diesen Zweck wird in der zum Antrieb jeder Heliumumwälzpumpe dienenden Hilfsturbine ein Teil des Dampfes verbraucht, der dem Zwischenüberhitzer des zugeordneten Dampferzeugers zuströmt. Die Zwischenüberhitzer sind austrittsseitig mit einem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf verbunden. Von diesem kann der zwischenüberhitzte Dampf entlang von drei Wegen strömen. Der erste Weg enthält ein Regelventil und eine unter herabgesetztem Druck arbeitende Turbine. Der zweite Weg enthält eine Hauptüberströmleitung, die durch einen Kondensator führt, und ein Hauptüberströmventil. Der dritte Weg umfaßt eine Hilfsüberströraleitung, in der ein Ventil angeordnet ist. Durch die Regelung des Dampfdruckes in dem Sammler für zwischenüberhitzten Dampf wird die Steuerung der Drehzahl der Hilfsdampfturbinen verbessert, so daß der Durchfluß des Kühlgases für den Reaktor besser gesteuert werden kann.

Zur Steuerung der Beaufschlagung des Turbogenerators wird der Dampfdurchfluß durch die Hochdruckturbine durch entsprechende

j. Einstellung

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Regelventil 107 in eine Stellung, die dem Signal in der Leitung 174 entspricht. Wie nachstehend angegeben wird, bewirkt das Beaufschlagungssteuerungssystem 172 durch die Abgabe des Beaufschlagungs-Sollwertsignals über die Leitung 173 und des Ventilstellungs-Sollwertsignals über die Leitung 174, daß die Ausgangsleistung des Turbogenerators A dem Lastsignal in der Leitung 171 entspricht. Der Signalgeber 170 kann über die Leitung 171 ein manuell einstellbares Ausgangssignal abgeben, oder er kann aus einem programmgesteuerten Digitalrechner bestehen, der einen Leistungsbedarf berechnet, der von einem zugeordneten Digital-Analog-Umsetzer umgesetzt und dann an die Leitung 171 abgegeben wird. Ein Signalgeber 142 gibt an die Leitung 143 ein Signal ab, das dem Solldampfdruck in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf entspricht. Der Signalerzeuger 142 kann über die Leitung 143 ein manuell einstellbares Ausgangssignal abgeben oder er kann aus einem programmgesteuerten Digitalrechner bestehen, der den Solldampfdruck berechnet, der dann von einem zugeordneten Digital-Analog-Umsetzer umgesetzt und an die Leitung 143 abgegeben wird. Der Istdampfdruck in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf wird mit einem Druckgeber 144 gemessen, dessen über die Leitung 145 abgegebenes Ausgangssignal dem Istdampfdruck entspricht. In Abhängigkeit von dem.über die Leitung 143 abgegebenen Solldrucksignal, dem über die Leitung 145 abgegebenen Istdrucksignal und dem über die Leitung 173 abgegebenen Beaufschlagungs-Sollwertsignal erzeugt ein Überströmsteuerungssystem 146 die über die Leitungen 136 und 138 abgegebenen Eingangssignale für die Stellantriebe.

Durch ein Schnellschlußventil 147 und ein Mitteldruck-Regelventil 148 kann Dampf dem Eintritt der Mitteldruckturbine 122 zuströmen. Abdampf von der Turbine 122 strömt durch eine Leitung 149 zum Eintritt der Niederdruckturbine 123. Der aus der Niederdruckturbine 123 austretende Dampf wird in einer Leitung 150 einem Kondensator 151 zugeführt.

• 12 - Kondensiertes

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Kondensiertes Speisewasser fliel3t von den Kondensatoren 130 und 151 über eine Leitung 152 einer Reihe von (nicht gezeigten) Pumpen und Vorwärmern zu. Das vorgewärmte und unter Druck gesetzte Speisewasser wird über die Leitung 103 den Dampferzeugern zugeführt.

Zwischen dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf und dem Kondensator I51 ist eine Hauptüberströmleitung 153 angeordnet, der ein Hauptüberströmventil 154 zugeordnet ist, das den Dampfdurchfluß in der Leitung 153 steuert. Eine Hilfsüberströmleitung 155 führt von dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf an eine weitere Stelle, an der Dampf abgegeben werden kann, in dem Ausführungsbeispiel gemäß Pig. 1 ins Freie. Der Hilfsüberströmleitung 155 ist ein HilfsÜberströmventil 156 zugeordnet, das den Dampfdurchfluß in der Leitung 155 steuert. Mit Hilfe eines elektrisch-hydraulischen Stellantriebes 157 wird das Ventil 154 in eine Stellung gebracht, die durch ein Signal bestimmt wird, das über eine Eingangsleitung I58 angelegt wird. Mit Hilfe eines elektrisch-hydraulischen Stellantriebes 159 wird das Ventil 156 in eine Stellung gebracht, die durch ein Signal bestimmt wird, das über eine Eingangsleitung 160 angelegt wird.

In der nachstehenden Beschreibung ist angenommen, daß das Schnellschlußventil 147 offen ist, wenn nichts anderes angegeben ist. Infolgedessen steuert das Mitteldruck-Regelventil 148 den Dampfdurchfluß durch die Turbinen 122 und 123. Ein Signalgeber 161 gibt über eine Leitung 162 ein Signal ab, das dem Sollwert des Dampfdurchflusses durch die Turbinen und 123 entspricht. In Abhängigkeit von dem über die Leitung 162 abgegebenen Signal sirellt ein elektrohydraulischer Stellantrieb 163 das Mitteldruck-Regelventil I48 derart ein, daß der Dampfdurchfluß durch die Turbinen 122 und 123 effektiv gleich dem Sollwert ist. Der Signalgeber 161 kann ein manuell einstellbares Ausgangssignal abgeben oder ein

- 13 — i programmgesteuerter 509845/0353

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programmgesteuerter Digitalrechner sein, dem ein Digital-Analog-Umsetzer zugeordnet ist. Ein Signalgeber 163, der ein manuell einstellbares Ausgangssignal abgibt oder aus einem programmgesteuerten Digitalrechner mit einem ihm zugeordneten Digital-Analog-Umsetzer besteht, gibt über eine Leitung 164 ein Signal ab, das einem Sollwert des Dampfdruckes in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf entspricht. In Abhängigkeit von dem Istdrucksignal in der Leitung 145» dem Solldrucksignal in der Leitung 164 und dem Dampfdurchfluß-Sollwert signal in der Leitung 162 erzeugt ein Überströmsteuerungssystem 165 die über die Leitungen 15Ö und 160 abgegebenen Eingangssignale für die Stellantriebe. Dies wird nachstehend beschrieben.

Die Schnellschlußventile 126 und 147 und die Mitteldruck-Regelventile 127 und 143 sind in Fig. 1 als einzelne Ventile dargestellt, doch versteht es sich, daß in der Praxis gewöhnlich anstelle jedes dieser Ventile eine Ventilgruppe vorgesehen ist.

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Aus der Fig. 2 geht hervor, daß das Überströmsteuerungssystem 146 in Abhängigkeit von dem Überström-Sollwertsignal in der Leitung 173 den Dampfdurchfluß in der Hauptüberströmleitung 131 und der HilfaÜberströmleitung 133 derart steuert, daß der Gesamtdampfdurchfluß durch die Turbinen 111 und 112 und die Überströmleitungen gleich der Hlilfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses durch die Zwiachenüberhitzer ist, wenn der Dampfdurchfluß durch die Turbinen 111 und 112 kleiner ist als die Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses. Da der erwünschte Mindestdampfdurchfluß für die Erzeugung von 25 7° der Höchstleistung des Kraftwerks genügt, und die beiden Turbogeneratoren A und B dieselbe Höchstleistung haben, reicht die Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses zur Erzeugung von 25 % der Höchstleistung eines der Turbogeneratoren aus. Es ist daher der Dampfdurchfluß durch die Turbinen 111 und 112 kleiner als die Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses, wenn der Turbogenerator A abgestellt ist, oder wenn der Turbogenerator A auf die Synchrondrehzahl beschleunigt wird, oder wenn im Synchronlauf die Ausgangsleistung des Turbogenerators A weniger als 25 i» seiner Höchstleistung beträgt und nach einer plötzlichen Entlastung des mehr als 25 # seiner Höchstleistung erzeugenden Turbogenerators A. Bei einer Differenz zwischen den über die Leitungen 143 und 145 abgegebenen Signalen, die dem Soll- und dem Istdampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf entsprechen, verändert das Überströmst euerungssystem 146 den Dampfdurchfluß durch eine der Überströmleitungen 131 und 133 im Sinne einer Herabsetzung dieser Differenz. Gewöhnlich hält das Überströmsteuerungssystem 146 das HilfsÜberströmventil 134 geschlossen und verändert es den Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung 133 im Sinne einer Herabsetzung der Differenz zwischen dem Soll- und dem Istdrucksignal. Das Überströmsteuerungssystem I46 kann jedoch auch das HilfsÜberströmventil· 134 öffnen, wenn dies erforderlich ist, damit der Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung 13I einen Grenzwert nicht

--*5 - überschreitet.

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überschreitet. Bei offenem Hilfsüberütrömventil 134 bringt das Steuerungssystem 146 das Hauptüberströmventil 132 in eine solche Stellung, daß der Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung 131 auf dem Grenzwert gehalten wird, und verändert das System 146 den Dampfdurchfluß durch die HilfsÜberströmleitung 133 im Sinne einer Herabsetzung der Differenz zwischen dem Soll- und Istdrucksignal.

Gemäß Fig. 2 wird das Beaufschlagungs-Sollwertsignal über die Leitung 173 und einen Multiplikator 209 an einen ersten Eingang eines Sumrnators 206 abgegeben. Ein VorspannungsSignalgeber 207 legt ein konstantes Vorspannungssignal an einen zweiten Eingang des Summators 206 an. Ein Komparator 201 legt an die Leitung 203 ein Signal an, das der Differenz zwischen dem Istdrucksignal in der Leitung 145 und dem Solldrucksignal in der Leitung 143 entspricht. Über die Leitung 203 wird das Signal an einen Proportionalregler angelegt, der sein Ausgangssignal über eine Leitung 205 an einen dritten Eingang des Summators 206 anlegt. Der Summator 206 subtrahiert das Ausgangssignal des Multiplikators von dem konstanten Vorspannungssignal und addiert zu der Differenz dieser beiden Signale das über die Leitung 205 angelegte, dritte Eingangssignal. Das so erhaltene, über die Leitung 210 abgegebene Ausgangssignal entspricht dem Sollwert des Gesamtüberströmdampfdurchflusses, der durch die Hauptüberströmleitung 131 treten muß, wenn dieser Durchfluß unter dem vorherbestimmten Grenzwert liegt, oder durch die Hauptüberströmleitung 131 und die HilfsÜberströmleitung 133, wenn er über dem Grenzwert liegt.

Die Leitung 210 ist mit einem ersten Eingang eines Niedrigwert-Auswahlgliedes 211 verbunden Ein Punktionsgeber 213 erzeugt ein Signal, das dem Grenzwert des Dampfdurchflusses in der Hauptüberströmleitung 131 entspricht, und legt dieses Signal über die Leitung 212 an einen zweiten Eingang des Niedrigwert-Auswahlgliedes 211 an. Wenn das

- " esamtüberström-Sollwertsignal 50984 5/035 3

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/ff

Gesamtübersüröm-Sollwertsignal kleiner ist als das Überström-Grenzwert3ignal, legt das Auswahlglied 211 das Gesamtüberström-Sollwertsignal an den Stellantrieb 135 an, der das Ventil 132 in eine solche Stellung bringt, daß der Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung 131 praktisch gleich dem Gesamtüberströmdampfdurchfluß is-t, wenn der Dampfdruck in dem Sammler 125 einem Niodriglastwert entspricht. Wenn dagegen das Gesamtüberström-Sollwertsignal größer ist als das Überström-Grenzwertsignal, legt das Auswahlglied 211 das Überström-Grenzwertsignal an den Stellantrieb 135 an. Ein Komparator 216 erzeugt dann ein Ausgangssignal, das dem Überschuß des Gesamtüberströra-Sollwertsignals über das Überström-Grenzwertsignal entspricht, und legt dieses Signal an den Stellantrieb 137 an, der jetzt das Hilfsüberströmventil 134 so einstellt, daß der Dampfdurchfluß durch die Leitung 133 praktisch gleich dem Durchfluß ist, der dem Ausgangssignal des Komparators 216 entspricht. Der Stellantrieb 135 bringt das Hauptüberströmventil 132 in eine solche Stellung, daß der Dampfdurchfluß durch die Leitung effektiv gleich dem für den Dampfdurchfluß in dieser Leitung geltenden Grenzwert ist. Der Gesamtdampfdurchfluß durch die Leitungen 131 und 133 ist daher effektiv gleich dem Sollwert des Gesamtüberströmdampfdurchflusses, wenn der Dampfdruck in dem Sammler 125 dem Niedriglastwert entspricht. Wenn der Sollwert des Überströmdampfgesaratdurchflusses kleiner ist als der Grenzwert des Dampfdurchflusses durch die Hauptüber— stromleitung, erzeugt der Komparator 216 das Ausgangssignal Null und hält der Stellantrieb 137 das Hilfsüberströmventil 134 geschlossen.

Bei den beiden Überströmventilen 132 und 134 ist bei einem konstanten Druckabfall an dem Ve*ntil eine lineare Abhängigkeit des Dampfdurchflusses durch das Ventil von dessen Stellung vorhanden. Jedes Überströmventil wird von dem ihm zugeordneten Stellantrieb in eine Stellung bewegt, die mit dem den Stellantrieb steuernden Eingangssignal in einer

- IT - . linearen

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linearen Beziehung steht. Man kann aber auch Überströmventile mit nichtlinearer Kennlinie verwenden. In diesem Fall ist jeder Stellantrieb derart modifiziert, daß er das ihm zugeordnete Überströmventil in eine Stellung bewegt, die mit dem Eingangssignal des entsprechenden Stellantriebes in nichtlinearer Beziehung steht. Anstelle des Hauptüberströmventils .132 bzw. des HilfsÜberströmventils 134 kann man jeweils eine Gruppe von Ventilen verwenden. In diesem Fall ist für jedes Ventil einer Gruppe ein eigener Stellantrieb vorgesehen und bewirken die Stellantriebe gemeinsam, daß der Dampfdurchfluß durch die entsprechende Überströmleitung effektiv dem Dampfdurchfluß entspricht, der mit einem einzigen Ventil und einem einzigen Stellantrieb erhalten wird.

Wenn der Istwert des Dampfdruckes in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf mit dem Sollwert übereinstimmt, sind das Eingangs- und das Ausgangssignal des Proportionalreglers 204 gleich Null und ist das Gesamtüberström-Sollwertsignal nur von dem Sollwert des Dampfdurchflusses durch das Mitteldruck-Regel ventil abhängig. Wenn dagegen der Istwert des Dampfdruckes in dem Sammler 125 von dem Sollwert abweicht, gibt der Komparator 201 ein Druckdifferenzsignal über den Proportionalregler 204 an den Summator 206 ab, der jetzt das Gesamtüberatröm-Sollwertsignal in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Reglers 204 verändert. Entsprechend dem veränderten Gesamtüberström-Sollwertsignal werden dann die Überströmventile 132 und 134 im Sinne einer Herabsetzung der Druckdifferenz verstellt.

Der Funktionsgenerator 213 arbeitet entsprechend der nach stehenden Gleichung:

^K1

Darin ist

-U-

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die größte zulässige Wärmemenge, die pro Zeiteinheit von der Hauptuberstromleitung 131 an den Kondensator 130 abgegeben werden darf,

K₁ eine Proportionalitätskonstante,

F der Q entsprechende, größte Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung 131, und

HRHP der Dampfdruck in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf.

Es ist daher F_m„_v = (2 /(K., . HRHP), d. h., daß der größte max max: ι

Dampfdurchfluß in der Hauptüberströmleitung 131 dem Dampfdruck in dem Sammler 125 umgekehrt proportional ist. In Abhängigkeit von dem von dem Druckgeber 144 abgegebenen Ausgangssignal, das dem Istdarapfdruck in dem Sammler 125 entspricht, gibt daher der Funktionsgeber 213 an die Leitung 212 ein Signal ab, das gemäß der vorstehenden Beziehung ^Fmax ^dars^llt.

In Fig. 3 A ist die Abhängigkeit des über die Leitung 173 abgegebenen Beaufschlagungs-Sollwertsignals von der Ausgangsleistung des Turbogenerators A durch die Linie 300 graphisch dargestellt. Auf der vertikalen Achse ist das Beaufschlagungs-Sollwertsignal mit Werten zwischen 0 und 1,0 aufgetragen. Auf der horizontalen Achse ist die Ausgangsleistung des Turbogenerators A in Prozent der Höchstleistung dieses Turbogenerators aufgetragen. Bei einem Anstieg der Ausgangsleistung von 0 auf 25 # nimmt der Sollwert des Beaufschlagungsdampfdurchflusses von 0 auf 1,0 zu. Bei dem Sollwert 0 dieses Durchflusses steuert der Stellantrieb 175 (siehe Fig. 1) das Mitteldruck-Regelventil 127 vollständig zu. Bei einem Sollwert dieses Durchflusses von 1,0 steuert der Stellantrieb 175 das Mitteldruck-Regelventil 127 vollständig auf. Bei einer Ausgangsleistung im Bereich von 25 f° bis 100 $

- 19 - beträgt

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ίο

beträgt der Sollwert des BeaufDchlagungsdampfdurchflusses konstant 1,0 und hält der Stellantrieb 175 das Mitteldruck-Regelventil 127 vollkommen offen. Bei einer Ausgangsleistung zwischen 0 und 25 f» wird der Dampfdruck in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf auf einem Niedriglastwert gehalten, so daß bei voll aufgesteuertem Mitteldruck-Regelventil 127 der Dampfdurchfluß durch die Turbinen 111 und praktisch gleich der Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses durch die Zwischenüberhitzer ist (siehe Pig. 1). Bei einem Anstieg der Ausgangsleistung des Turbogenerators A von 0 auf 25 f» nimmt der entsprechende Dampfdurchfluß durch die Turbinen 111 und 112 von Null auf die Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses zu.

In der Fig. 3 A ist die Beziehung des Ausgangssignals des Multiplikators 209 (siehe Fig. 2) zu der Ausgangsleistung des Turbogenerators A durch die gestrichelte Linie 301 graphisch dargestellt. Der Multiplikator 209 multipliziert das Beaufschlagungs-Sollwertsignal mit einem konstanten Faktor von 0,5» so daß bei einem Anstieg der Ausgangsleistung von 0 bis 25 fo das Ausgangesignal des Multiplikators 209 von 0 auf 0,5 ansteigt. Bei einer Ausgangsleistung über 25 fo bleibt das Ausgangssignal des Multiplikators 209 mit 0,5 konstant.

In Fig. 3 B ist die Beziehung zwischen dem Gesamtüberström-Sollwertsignal in der Leitung 210 (siehe Fig. 2) und der Ausgangsleistung des Turbogenerators A durch die Linie 302 graphisch dargestellt. Auf der vertikalen Achse ist das Gesamtüberström-Sollwertsignal mit Werten zwischen 0 und 0,5 aufgetragen. Auf der horizontalen Achse ist die Ausgangsleistung des Turbogenerators A in Prozent aufgetragen. Das von dem Signalgeber 207 (siehe Fig. 2) erzeugte Vorspannungssignal hat entsprechend dem Ausgangssignal des Multiplikators 209» das durch die gestrichelte Linie 301 in Fig. 3 A dargestellt ist, einen konstanten Wert von 0,5. Wenn nun der Istwert und der Sollwert des Dampfdruckes in dem Sammler für

- 20 - äsa

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den zwiöchenüberhitzten Dampf gleich Null sind, gibt der Komparator 201 (eiehe Fig. 2) über die Leitung 203 ein Ausgangssignal Null ab,, so daß auch das Signal in der Leitung 205 gleich Null ist. Das Gesamtüborströra-Sollwertsignal wird jetzt von dem Summator 206 (siehe Pig. 2) entsprechend der Differenz zwischen dem Vorspannungssignal mit dem konstanten Wert von 0,5 und dem Ausgangesignal des Multiplikators 209 erzeugt. Gemäß Fig. 3 B nimmt bei einem Anstieg der Ausgangsleistung des Turbogenerators A von 0 auf 25 % das Gesamtüberström-Sollwertsignal von 0,5 auf Null ab. Bei einer Ausgangsleistung über 25 ^ bleibt das Gesamtüberström-Sollwertsignal konstant auf Null. Wenn der Dampfdruck in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht und der Grenzwert deB Dampfdurchflusses in der Hauptüberströmleitung größer ist als die Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses, bringt der Stellantrieb 135 bei einem Gesamtüberströmdampf-Sollwertsignal von 0,5 das Hauptüberströmventil 132 in eine solche Stellung, daß der Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung 131 praktisch gleich der Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses ist. Andernfalls stellen bei einem Gesamt üb erström— Sollwert von 0,5 die Stellantriebe 135 und 137 die Überströmventile 132 und 134 so ein, daß der Gesamtdampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung 131 und die Hilfsüberströmleitung 133 praktisch gleich der Hälfte dee erwünschten Mindestdampfdurchflusses ist, sofern der Druck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. Bei einem Gesamtüberström-Sollwert von 0 halten die Stellantriebe 135 und 137 die Überströmventile 132 und 134 geschlossen. Daher nimmt der Gesamtdampfdurchfluß durch die Überströmleitungen 131 und 133 von der Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses auf Null ab, während die Ausgangsleistung des Turbogenerators A von 0 auf 25 $ an steigt, sofern der Komparator 201 kein Druokdifferenzsignal erzeugt.

- 31 -

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Die dicke Linie 300 in Fig. 3 A stellt eine lineare Beziehung dar, die bei einer Ausgangsleistung zwischen 0 und 25 fo der Höchstleistung zwischen der Ausgangsleistung und dem Beaufschlagungs-Sollwertsignal vorhanden ist. Diese Annahme erleichtert die Erläuterung, doch ist die Erfindung darauf nicht eingeschränkt. Das Überströmsteuerungssy3tem 146 kann auch einwandfrei arbeiten, wenn in diesem Bereich der Ausgangsleistung zwischen dieser und dem Beaufschlagungs-Sollwertsignal eine nichtlineare Beziehung vorhanden i3t, sofern das Mitteldruck-Regelventil bei 25 $> der Höchstausgangsleistung voll aufgesteuert ist.

Für den Verstärkungsfaktor des Multiplikators 209 und das Vorspannungssignal kann man natürlich auch andere Werte wählen als 0,5· Beispielsweise können da3 Vorspannungssignal und der Verstärkungsfaktor des Multiplikators beide den Wert 1,0 haben. In diesem Fall wirddie Leitung 173 direkt mit dem Suinraator 206 verbunden und sind die Stellantriebe 135 und 137 so eingerichtet, daß sie durch Einstellung der Ventile 132 und 134 bewirken, daß der Gesamtdampfdurchfluß durch die Leitungen I3I und 133 effektiv gleich der Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses ist, wenn das G-esamtüber— ström-Sollwertsignal den Wert 1,0 hat und der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. Der Wert 0,5 wird zweckmäßig gewählt, wenn der Kondensator 135 den erwünschten Mindestdampfdurchfluß vollständig kondensieren kann, sofern der Druck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht.

In dem Ausgangsleistungsbereich von 0 bis 25 i° ist das Ausgangssignal des Signalgebers 142 ein konstantes Solldrucksignal, das dem Niedriglastwert entspricht. Aus der vorstehenden Erklärung geht hervor, daß in diesem Ausgangsleistungs- "bereich das Überströmsteuerungssystem I46 den Dampfdurchfluß durch, die Hauptüberströmleitung I3I und die

-«- HilfsÜberströmleitung 133 509845/0353

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Hilfsüberströmleitung 133 so steuert, daß der Gesamtdampfdurchfluß durch diese Überströmleitungen und die Turbinen 111 und 112 effektiv gleich der Hälfte des erwünschten Mindestdampf durchfluss es ist, sofern der Ist- und der Solldampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf gleich sind. In dem Ausgangsleistungsbereich von 0 bis 25 i° wird eine Zunahme des Dampfdurchflusses durch die Turbinen 111 und 112 begleitet von einer entsprechenden Abnahme des Dampfdurchflusses durch die Überströmleitungen 131 und 133. Effektiv bewirkt das Überströmsteuerungssystem 146, daß vorher durch die Überströmleitungen geführter Dampf den Turbinen 111 und 112 zugeführt wird, wenn die Ausgangsleistung des Turbogenerators A zunimmt, und daß der Dampfdruck in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf geregelt wird.

Wenn der Istwert des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf von dem Sollwert abweicht, verändert das Überströmsteuerungssystem 146 den Dampfdurchfluß durch eine der Überströmleitungen 131 und 133 im Sinne einer Verkleinerung der Differenz. In der Praxis kann diese Druckdifferenz nicht auf Null herabgesetzt werden, weil der Proportionalregler 204 eine Restdruckdifferenz ermöglicht. Das von dem Signalerzeuger 207 erzeugte Vorspannungssignal hat jedoch einen solchen Wert, daß diese Restdruckdifferenz sehr klein ist.

Bei einer Ausgangsleistung zwischen 0 und 25 fa der höchsten Gesamtausgangsleistung des Kraftwerks werden der Reaktor 100 und die Helium-Umwalzgebläse 102 A bis 102 C mit Hilfe von nicht gezeigten Bedienungselementen so gesteuert, daß die Zwischenüberhitzer der Dampferzeuger eine dem erwünschten MindestdampfdurchfIuß entsprechende Dampfmenge erzeugen können, wenn der Druck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. In diesem Fall hält das Überströmsteuerungssystem 146 den Dampfdruck in dem Sammler 125 auf dem Niedriglastwert und steuert das

- 23 '- System 146

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gleichzeitig den DampfdurchfIuß durch die Überströmleitungen 131 und 133 derart, daß der Gesamtdampfdurchfluß durch diese Leitungen und durch die Turbinen 111 und 112 praktisch gleich der Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses ist. Wenn der Reaktor 100 und die Heliurn-Umwälzgebläse 102 A bis 102 C nicht so arbeiten, daß der erwünschte Mindestdurchfluß an zwischenüberhitztem Dampf unter einem Druck erhalten wird, der dem Niedriglastwert entspricht, verändert das Überströmsteuerungssystem 146 den Dampfdurclifluß durch die Überströmleitungen I3I und 133 derart, daß der Dampfdruck in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. Dabei weicht jedoch der Gesamtdampfdurchfluß durch die Überströmleitungen 131 und 133 und die Turbinen 111 und 112 von der Hälfte des erwünschten Mindestdampfdurchflusses um einen Betrag ab, der von dem Betrieb des Reaktors und der Helium-Umwälzgebläse abhängt.

In Fig. 2 sind die Bezugsziffern des dem Turbogenerator B zugeordneten Überströmsteuerungssystems 165 in Klammern gesetzt. Die Teile und Verbindungen des Überströmsteuerungssystems 165 sind in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Die vorstehende Beschreibung der Schaltung und Wirkungsweise des Überströmsteuerungssystems gilt auch für da3 Steuerungssystem 165, wenn die in Klammern stehenden Bezugsziffern anstelle der entsprechenden Bezugsziffern im Text verwendet werden und der Ausdruck "Turbinen 111 und 112" durch den Ausdruck "Turbinen 122 und 123" ersetzt wird.

In einer Betriebsart werden die Turbogeneratoren A und B nach dem Hochlaufen auf die Synchrondrehzahl gleichzeitig mit zwischen 0 und 25 i° der Höchstlast des Kraftwerks belastet. Dabei erzeugt jeder der Signalgeber 142 und 163 ein Ausgangssignal, das dem Niedriglastdruck entspricht. Es versteht sich, daß in der soeben beschriebenen Betriebsart ein einziger Signalgeber dazu verwendet werden kann, an die Leitungen 143 und 164 das Signal für den Solldampfdruck in dem

- 24 - Sammler

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Sammler für den zwischenüberhitzten. Dampf abzugeben. Wie nachstehend erläutert wird, müssen in anderen Betriebsarten beide Signalgeber 142 und 163 an die Leitungen 143 und 164 voneinander unabhängige Signale abgeben. Die Beaufschlagungs-Sollwert signale in den Leitungen 140 und 162 nehmen zwischen 0 und 1 gleichzeitig mit einer solchen Geschwindigkeit zu, daß die Turbinen vor einer unerwünschten Wärmebeanspruchung geschützt sind. Infolgedessen steuern die Stellantriebe 141 und 163 die Mitteldruck-Regelventile 127 und 148 zunehmend auf, so daß der Dampfdurchfluß in den zugeordneten Mittel- und Niederdruckturbinen 111 und 123 in Abhängigkeit von den Beaufschlagungs-Sollwertsignalen zunimmt. Jedes zwischen 0 und 1 liegende Beaufschlagungs-Sollwertsignal legt der Multiplikator 209 in dem zugeordneten Überströmsteuerungssystem mit dem Verstärkungsfaktor 0,5 an den Summator 206 an, der das Ausgangssignal des. Multiplikators von dem konstanten Vorspannungssignal subtrahiert (sofern der Dampfdruck in dem Sammler für zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht) und aufgrunddessen das Gesamtüberström-Sollwertsignal erzeugt, das dem jeweiligen Beaufschlagungs-Sollwertsignal zugeordnet ist. Die Summe des Sollwerts des Beauf-Bchlagungsdampfdurchflusses und deB Sollwerts des Gesamtüberströmdampfdurchflusses stellt einen Dampfdurchfluß-Sollwert dar, der gleich der Hälfte dee erwünschten Mindestdampf durchfluss es durch die Zwischenüberhitzer ist. In jedem Überströmsteuerungssystem gibt das Niedrigwert-Auswahlglied das Gesamtüberström-Sollwertsignal an den Stellantrieb für das Hauptüberströmventil weiter. Dieser Stellantrieb bringt darauf das Hauptüberströmventil in eine solche Stellung, daß der Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung gleich dem Sollwert des Gesamtüberströmdamjfdurchflusses ist, wenn

dieser Sollwert kleiner ist als der Grenzwert für den Überströmdampfdurchfluß in der Hauptüberströmleitung und der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. Wenn der Sollwert für den Gesamtüberströmdampfdurchfluß über dem Grenzwert für den

- 25 - ' Dampfdurchfluß 509845/0353

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Dampfdurchfluß in der Hauptüberströmleitung liegt, gibt das Niedrigwert-Auswahlglied das dem Grenzwert für den Dampfdurchfluß in der Hauptüberströmleitung entsprechende Signal an den Stellantrieb für das Hauptüberströmventil weiter und legt der Komparator 216 die Differenz zwischen dem Gesamtüberström-Sollwertsignal und dem Grenzwertsignal für den Dampfdurchfluß in der Hauptüberströmleitung an den Stellantrieb für das HilfsÜberströmventil an. Die Stellantriebe für das Haupt- und das HilfsÜberströmventil bringen diese Ventile jetzt in eine solche Stellung, daß der Dampfdurchfluß in der entsprechenden Überströmleitung dem Eingangssignal des betreffenden Stellantriebes entspricht und daß der Gesamtdampfdurchfluß durch die Überströmleitungen praktisch gleich dem Sollwert für den Gesamtüberströmdampf durchfluß ist, sofern der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. Wenn zum Erreichen des Sollwerts des- Gesamtüberströmdampfdurchflusses Dampf auch durch die HilfsÜberströmleitung geführt werden muß, wird der Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung auf dem entsprechenden Grenzwert gehalten, so daß möglichst wenig Dampf durch die HilfsÜberströmleitung ins Freie abgeblasen wird. Bei jeder Ausgangsleistung zwischen 0 und 25 f<> der Höchstleistung steuert 'das Überströmsteuerungssystem die Überströmventile gemeinsam derart aus, daß der Dampfdurchfluß durch jedes aus einer Haupt- und einer HilfsÜberströmleitung bestehende Überströmsystem praktisch gleich der Hälfte der Differenz zwischen dem erwünschten Mindestdampfdurchfluß un.d dem Gesamt dampf durchfluß durch die Turbinen 111 und 122 ist. Durch das Überströmsteuerungssystem werden daher die zugeordneten Überströmventile derart gesteuert, daß bei einer Ausgangsleistung zwischen 0 und 25 i° der Höchstleistung der'Anlage der erwünschte Mindestdampfdurchfluß durch die Zwischenüberhitzer aufrechterhalten wird, wenn der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht.

Wenn die Dampferzeuger nicht imstande sind, die dem

- 26 - erwünschten

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erwünschten Mindestdampfdurchfluß entsprechende Menge an zwischenüberhitztem Dampf unter dem Niedriglastwert zu erzeugen, gibt der Komparator 201 in jedem Überströmsteuerungssystem ein Druckdifferenzsignal über den Proportionalregler 204 an den Summator 206 ab, der jetzt das Gesamtüberström-Sollwertsignal in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Reglers korrigiert. Wenn die Überströmventile so eingestellt werden, daß der Gesamtüberströmdarapfdurchfluß dem korrigierten Gesamtüberström-Sollwertsignal entspricht, wird dadurch die Druckdifferenz herabgesetzt. Wenn beispielsweise der Istdruck höher ist als der Niedriglastwert, ist das Korrektursignal in der Leitung 205 positiv, so daß das Gesamtüberström-Sollwertsignal vergrößert wird und die Verstellung der Überströmventile entsprechend diesem vergrößerten Sollwertsignal eine Herabsetzung der Druckdifferenz bewirkt. Der Druckgeber 144, der Komparator 201 und der Proportionalregler 204 stellen somit ein Druckrückführungssystem zur Korrektur des Gesamtüberström-Sollwertsignals (Linie 302, Fig. 3 B) im Sinne einer Herabsetzung einer Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dar. Wenn das korrigierte Gesamtüberström-Sollwertsignal größer ist als das Grenzwertsignal für den Dampfdurchfluß in der entsprechenden Hauptüberströmleitung, bewirkt das Niedrigwert-Auswahlglied, daß der Dampfdurchfluß in der Hauptüberströmleitung auf dem entsprechenden Grenzwert gehalten wird und zum Erzielen des dem korrigierten Sollwert entsprechenden Gesamtüberströmdampfdurchflusses die HilfsÜberströmleitung mit herangezogen wird, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Die Überströmst euerungssysteme betätigen daher die ihnen zugeordneten Überströmventile derart, daß der von dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf kommende Gesamtüberströmdampfdurchfluß im Sinne einer Herabsetzung einer Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert für den Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf verändert wird.

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Wenn jeder der Regler 204 integral wirkt, weichen die Ausgangssignale der Integratoren (diese Ausgangssignale sind im Idealfall gleich) in der Praxis zunehmend voneinander ab, weil die einzelnen Integratoren Störgrößen integrieren, die unter Umständen nur einen, aber nicht beide der Integratoren beeinflussen. Diese zunehmende Abweichung führt zu einer unerwünschten Differenz zwischen den Gesamtüberström-Sollwertsignalen, die sonst bei der vorstehend beschriebenen, gleichzeitigen Belastung von zwei Turbogeneratoren gleich sind. Der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf wird zwar auch im Falle einer derartigen Differenz wirksam gesteuert, doch kann eine derartige Differenz dazu führen, daß eines der Gesamtüberström-Sollwertsignale das Grenzwertsignal für den Dampfdurchfluß durch die entsprechende Hauptüberströmleitung übersteigt, so daß unnötiger- und unerwünschterweise Dampf ins Freie abgeblasen wird. Da der Regler 204 aber nicht proportional-integral, sondern proportional arbeitet, treten zwischen den Gesamtüberström-Sollwertsignalen vorteilhafterweise keine Differenzen auf, die auf die Integration von verschiedenen Störgrößen zurückzuführen sind. Zwar ermöglichen die Proportionalregler 204 im allgemeinen eine Restdifferenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf, doch werden diese Restdifferenzen durch die Vorspannungssignale so klein wie möglich gehalten.

Wenn in dem vorstehend angegebenen Beispiel der gleichzeitigen Belastung von zwei Turbogeneratoren die Ausgangsleistung zunimmt, werden die Mitteldruck-Regelventile zunehmend aufgesteuert, bis sie bei 25 i° der Höchstleistung ganz aufgesteuert sind. Dementsprechend werden die Überströmventile zunehmend geschlossen, bis sie bei 25 f° der Höchstleistung praktisch ganz geschlossen sind. Bei mehr als 25 fo der Höchstlast kann der Druck in dem Sammler 125 für den zwischenüberhitzten Dampf entsprechend der Lastzunahme zunehmen und arbeiten die Überströmsteuerungssysteme 146 und 165 im

- 28 - Nachführbetrieb,

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Nachführbetrieb, so daß die Ausgangssignale der Signalgeber 142 und 163 dem Ausgangesignal des Druckgebers 144 entsprechen. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 sjei darauf hingewiesen, daß bei mehr als 25 $ der Höchstleistung durch den Nachführbetrieb gewährleistet wird, daß die Überströmventile 132, 124, 154 und 156 geschlossen bleiben, weil "bei einer derartigen Leistung der Sollwert für den Gresamtüberströmdampfdurchfluß (siehe Fig. 3 B) gleich Null ist, wenn kein Druckdifferenzsignal in der Leitung 203 vorhanden ist.

Wenn beide Turbogeneratoren arbeiten und ein Turbogenerator plötzlich entlastet wird, bewirken nicht gezeigte Steuereinrichtungen, daß das dem entlasteten Turbogenerator zugeordnete Schnellschlußventil geschlossen wird. Jetzt benötigt· der noch arbeitende Turbogenerator nur noch die Hälfte des Dampfdurchflusses durch die Zwischenüberhitzer und muß der übrige zwischenüberhitzte Dampf überströmen, damit der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf nach der plötzlichen Entlastung konstantgehalten wird. Wenn vor der plötzlichen Entlastung eines Turbogenerators jeder Turbogenerator mit mehr als 25 /° seiner Höchstleistung gearbeitet hat, arbeitet das dem noch arbeitenden Turbogenerator zugeordnete Überströmsteuerungssystem weiter im Nachführbetrieb, damit kein überschüssiger zwischenüberhitzter Dampf durch den Kondensator überströmt, der dem noch arbeitenden Turbogenerator zugeordnet ist. Nach der plötzlichen Entlastung stellt das Solldrucksignal, das dem Überströmsteuerungssystem des entlasteten Turbogenerators zugeordnet ist, weiter den Dampfdruck dar, der unmittelbar vor der plötzlichen Entlastung in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf geherrscht hat. Dagegen erzeugt jenes Überströmsteuerungssystem, das dem plötzlich entlasteten Turbogenerator zugeordnet ist, entsprechend dem Beaufschlagungs-Sollwert Null, der gemäß der Linie 3OO in Fig. 3 A der Ausgangsleistung Null entspricht, ein Gesamtüberström-Sollwertsignal mit dem Wert 0,5, wenn die Druckdifferenz gleich Null ist. Das Niedrigwert-Auswahlglied

- 29 - ' gibt

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gibt jetzt in der vorstehend beachriebonen Weise Durchfluß-Sollwertsignale an einen odor beide der Stellantriebe für das Haupt- und das Hilfsüberströinventil ab, und diese beiden Stellantriebe bringen in Abhängigkeit von ihren Eingangssignalen die Überströmventile in eine solche Stellung, daß der Überströmdampfdurchfluß praktisch gleich der Hälfte des erwünschten Llindestdampfdurchflusaes ist, sofern der Druck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. Wenn der auf diese Weise erhaltene Überströmdampfdurchfluß nicht praktisch gleich jenem Teil des Durchflusses des zwischenüberhitzten Dampfes ist, der nicht durch den noch arbeitenden Turbogenerator tritt, tritt eine Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf auf und erzeugt der Komparator 201 in dem dem entlasteten Turbogenerator zugeordneten Überströmsteuerungssystem ein Differenzsignal. Jetzt korrigiert der Summator 206 das Gesamtüberström-Sollwertsignal entsprechend dem Ausgangssignal des Reglers 204» so daß die Überströmventile entsprechend dem korrigierten Gesamtüberström-Sollwertsignal im Sinne einer Herabsetzung der Druckdifferenz verstellt werden. Das Niedrigwahl-Auswahlglied bewirkt, daß das HilfsÜberströmventil nur geöffnet wird, wenn der Sollwert für den Gesamtüberströmdampfdurchfluß größer ist als der jeweils geltende Grenzwert für den Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung, damit möglichst wenig Dampf ins Freie abgeblasen wird. Infolgedessen wird nach der plötzlichen Entlastung der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf auf einem Wert konstantgehalten, der annähernd dem vor der plötzlichen Entlastung vorhandenen Dampfdruck entspricht. Die Stabilisierung des Dampfdruckes nach einer plötzlichen Entlastung hat den Vorteil, daß der noch arbeitende Turbogenerator weiter Leistung entsprechend seinem Leistungsbedarf erzeugt, ohne daß die dem arbeitenden Turbogenerator zugeordneten Steuerventile plötzlich verstellt werden und ohne daß Einschwingvorgänge zu Schwankungen der Ausgangsleistung des

- 30 - arbeitenden

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arbeitenden Turbogenerators führen, wie dies der Fall sein könnte, wenn der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf nach einer plötzlichen Entlastung eines Turbogenerators infolge von EinschwingVorgängen stark schwankt. Durch diese Drucketabilisierung werden auch die nach der plötzlichen Entlastung infolge von Einschwingvorgängen auftretenden Schwankungen der Drehzahlen der Hilfsdampfturbinen (siehe Fig. 1) vermieden und wird dadurch die Veränderung der Durchflußwerte des Reaktorkühlgases nach einer plötzlichen Entlastung eines Turbogenerators herabgesetzt.

Wenn bei mehr als 25 'f<> der Höchstleistung beide Turbogeneratoren gleichzeitig plötzlich entlastet werden, erzeugt nach der plötzlichen Entlastung jeder der Signalgeber 142 und 163 ein AusgangBsignal, das dem unmittelbar vor der plötzlichen Entlastung in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf herrschenden Dampfdruck entspricht. Nach der plötzlichen Entlastung sind die Beaufschlagungs-Sollwertsignale in den Leitungen 140 und 162 gleich Null und erzeugt der Druckgeber ein Ausgangssignal, das dem nach der plötzlichen Entlastung in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf vorhandenen Dampfdruck entspricht. Die ÜberströmsteuerungsBysteme 146 und 165 steuern mittels der ihnen zugeordneten Überströmventile das Überströmen des von den Zwischenüberhitzern kommenden Dampfes derart, daß der Druck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf auf dem vor der plötzlichen Entlastung vorhandenen Wert gehalten wird. Eine plötzliche Entlastung eines oder beider Turbogeneratoren kann auch bei einer Ausgangsleistung von weniger als 25 $ der Höchstleistung auftreten. In diesem Fall wird der nach der plötzlichen Entlastung in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf herrschende Dampfdruck ebenfalls durch die Überströmsteuerungssysteme mittels der Überströmventile gesteuert, doch wird nach einer plötzlichen Entlastung von einer so kleinen Leistung der Druck auf dem Niedriglastwert gehalten.

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Man kann das in der Fig. 2 gezeigte Übersbröinsteueruuigssystem auch zur Betätigung der Überströmventile in einer Haupt- und einer Hilfsüberströraleitung verwenden, die einem einzigen Turbogenerator eines Kraftwerks zugeordnet sind. In diesem Fall ist das Mitteldruck-Regelventil so bemessen, daß es die Mittel- und die Niederdruckturbine mit dem erwünschten Mindestdampfdurchfluß beaufschlagt, wenn das Mitteldruck-Hegelventil ganz aufgesteuert ist und der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht, und sind die Stellantriebe für das Haupt- und das HilfsÜberströmventil so eingerichtet, daß der erwünschte Mindestdampfdurchfluß durch die Überströmleitungen tritt, wenn das Gesamtüberström-Sollwertsignal den Wert 0,5 hat und der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht.

Wenn der einzige Turbogenerator eines Kraftwerks nach dem Hochlaufen auf die Synchrondrehzahl mit zwischen 0 und 25 i° der Höchstlast belastet wird, wird der Druck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf auf dem Niedriglastwert gehalten. Das in der Leitung 145 (siehe Fig. 2) vorhandene Sollwertsignal für den Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf entspricht dem Niedriglastwert, und das in der Leitung 140 vorhandene Beaufschlagungs-Sollwertsignal nimmt von 0 auf 1 mit einer solchen Geschwindigkeit zu, daß der Turbogenerator keiner unerwünscht starken Wärmebeanspruchung ausgesetzt wird. Das Mitteldruck-Regelventil wird entsprechend dem Beaufschlagungs-Sollwertsignal eingestellt, so daß entsprechend diesem Signal der Dampfdurchfluß durch die Mittel- und die Niederdruckturbine zunimmt. Wenn das Beaufschlagungs-Sollwertsigiial den Wert 1,0 hat und der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht, i3t der Dampfdurchfluß durch die Mittel- und die Hochdruckturbine praktisch gleich dem erwünschten Mindestdampfdurchfluß. Wenn der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf

- 32 - 'dem

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dem Niedriglastwert entspricht, wird aufgrund des Beaufschlagungs-Sollwertsignal3 ein solches Gesamtüberström-Sollwertsignal (siehe Fig. 3 B) erzeugt, daß die Summe des Sollwerts des Beaufschlagungsdampfdurchflusses und des Sollwerts des Gesamtüberströradainpfdurchflusses gleich dem erwünschten Mindestdarapfdurchfluß ist. Das Niedrigwert-»Auswahlglied 211 (siehe Pig. 2) gibt das Gesamtüberström-Sollwertsignal an den Stellantrieb für das Hauptüberströmventil ab, wenn der Sollwert für den Gesamtüberströmdarapfdurchfluß kleiner ist als der Mindestwert für den Dampfdurchfluß in der Hauptüberströmleitung; andernfalls gibt das Niedrigwert-Auswahlglied 211 das Signal für den Grenzwert des Dampfdurchflusses durch die HauptüberBtrömleitung an den Stellantrieb für das Hauptüberströmventil ab und gibt der Komparator die Differenz zwischen dem Gesamtüberströra-Sollwertsignal und dem Signal für den Grenzwert des Dampfdurchflusses durch die Hauptüberströmleitung an den Stellantrieb für das HilfsÜberströmventil ab. Das Hauptüberströmventil wird so eingestellt, daß der Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung praktisch gleich dem Sollwert für den Gesamtüberströmdampfdurchfluß ist, sofern dieser Sollwert kleiner ist als der Grenzwert für den Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung und der Dampfdruck in dem Sammler für den zwiBchenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. Dabei ist das HilfsÜberströmventil geschlossen. Ist dagegen der Sollwert für den Gesamtüberströmdampfdurchfluß größer als der Grenzwert für den Dampfdurchfluß.durch die Hauptüberströraleitung, dann wird der Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung auf diesem Grenzwert gehalten und das HilfsÜberströmventil so eingestellt, daß der Gesamtdampfdurchfluß durch die Haupt- und die HilfsÜberströmleitung gleich dem Sollwert für den Gesamtüberströmdampfdurchfluß ist, wenn der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. Infolge dessen wird möglichst wenig Dampf ins Freie abgeblasen, wenn das HilfsÜberströmventil geöffnet werden muß. Bei jedem Sollwert zwischen 0 und 1,0 für den

- 33 - Beaufsohlagungsdampfdurchfluß, 509845/0353

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BeaufBchlagungsdainpfdurchfluß, betätigt in Abhängigkeit von diesem Sollwert das Überströmsteuerungssyatera 146 das Haupt- und das HilfsÜberströmventil derart, daß ein solcher Gesamtüberströmdampfdurchfluß erzielt wird, daß die Gesamtmenge des von dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf abgegebenen Dampfes praktisch gleich dem erwünschten Mindestdampfdurchfluß ist, sofern der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht.

Wenn bei einer Belastung des Turbogenerators zwischen 0 und 25 tfo der Höchstlast die Dampferzeuger nicht imstande sind, die dem erwünschten Mindestdampfdurchfluß entsprechende Dampfmenge unter dem Niedriglastdruck zu erzeugen, erzeugt der Komparator 201 (siehe Pig. 2) ein Druckdifferenzsignal und korrigiert der Summator 206 das Gesamtüberström-Sollwertsignal entsprechend dem von dem Proportionalregler 204 über die Leitung 205 abgegebenen Korrektursignal. In Abhängigkeit von dem korrigierten Gesamtüberström-Sollwertsignal werden das Haupt- und das Hilfsüberströmsignal im Sinne einer Herabsetzung der Druckdifferenz verstellt. Wenn das korrigierte Gesamtüberström-Sollwertsignal größer ist als das Signal, das dem Grenzwert für den Dampfdurchfluß in der Hauptüberströmleitung entspricht, wird der Dampfdurchfluß durch die HilfsÜberströmleitung im Sinne einer Herabsetzung der Druckdifferenz verändert, weil dann das Eingangssignal des Stellantriebes für das Hauptüberströmventil konstant ist. Zwar ermöglicht der Proportionalregler 204 eine Restdifferen.z zwischen dem Ist- und dem Sollwert des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf, doch wird diese · Restdifferehz durch das Vorspannungssignal (siehe Pig. 2) möglichst klein gehalten.

Bei 25 f° der Höchstleistung sind das Haupt- und das HilfsÜberströmventil praktisch vollständig geschlossen. Bei mehr als 25 fi der Höchstleistung nimmt der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf mit zunehmender

- 34 - Last

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3Γ

Last zu und arbeitet das tJberström3teuerungssyötem 146 (siehe Fig. 2) im Nachführbetrieb, d. h., daß das Ist- und das Solldrucksignal in der Leitung 145 bzw. 143 gleich sind. Dadurch wird gewährleistet, daß das Haupt- und das Hilfsüberströmventil geschlossen bleiben. Nach einem plötzlichen Entlasten des Turbogenerators bei mehr als 25 'f° der Höchstleistung entspricht das Solldrucksignal in dar Leitung 143 weiter dem unmittelbar vor der plötzlichen Entlastung in dom Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf vorhandenen Dampfdruck. Dagegen entspricht das Istwertsignal in der Leitung 145 dem Dampfdruck, der infolge der plötzlichen Entlastung in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf vorhanden ist. Nach einer plötzlichen Entlastung des Turbogenerators wird das der Mittel- und der Niederdruckturbine zugeordnete Schnellschlußventil durch nicht gezeigte Mittel geschlossen und muß der dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf zugeführte Dampf vollständig überströmen. Nach der plötzlichen Entlastung hat das Beaufschlagungs-Sollwertsignal den der Ausgangsleistung Null entsprechenden Wert Null (siehe Fig. 3 A) und hat das Gesamtüberström-Sollwertsignal (siehe Fig. 3 B) den Wert 0,5, sofern kein Druckdifferenzsignal in der Leitung 203 (siehe Fig. 2) vorhanden ist. Infolgedessen werden die Überströmventile so eingestellt, daß der Gesamtüberströmdampfdurchfluß gleich dem erwünschten Mindestdampfdurchfluß ist, sofern der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf dem Niedriglastwert entspricht. Wenn der Gesamtüberströmdampf durchfluß nicht gleich dem Durchfluß des zwischenüberhitzten Dampfes ist, tritt eine Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf ein und gibt der Komparator 201 über die Leitung 203 ein Druckdifferenzsignal ab, das von dem Proportionalregler 204 an den Summator 206 abgegeben wird. Der Summator 206 korrigiert das Gesamtüber— strömdampf-Sollwertsignal entsprechend dem von dem Proportionalregler 204 über die Leitung 205 abgegebenen Ausgangssignal. Entsprechend dem korrigierten Gesamtüberström-

- 35 - Sollwertsignal

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Sollwertsignal werden das Haupt- und das Hilfsüberströmventil im Sinne einer Herabsetzung der Differenz verstellt. Durch diese Regelung des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf nach einer plötzlichen Entlastung werden auf Einschwingvorgänge zurückzuführende Veränderungen der Drehzahlen der Wellen der Hilfsdampfturbinen (siehe Fig. 1) und damit die nach der plötzlichen Entlastung auftretenden Veränderungen der Durchflui3werte des Reaktorkühlgases herabgesetzt. Durch das überströmsteuerungssystem werden ferner die Überströmventile derart betätigt,'daß nach einer plötzlichen Entlastung des Turbogenerators bei weniger als 25 i° der Höchstleistung der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf möglichst wenig verändert wird. In diesem Fall wird der Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf auf dem Niedriglastwert gehalten.

- 36 -

η f\ η ι r

Claims (1)

1. VB4P-1274

   Patentansprüche

   1. Anordnung zur Steuerung des Dampfdruckes in einem Sammler, dem zwischenüberhitzter Dampf von einem Zwischenüberhitzer eines Dampferzeugers zugeführt wird, der einem Reaktorkühlgasstrora Wärme entziehen und überhitzten und zwischenüberhitzten Dampf an einen Turbogenerator abgeben kann, der mindestens eine Hochdruckturbine und mindestens eine Mittel- bzw. Niederdruckturbine aufweist, wobei das Ga3 durch einen Hochtemperatur-Kernreaktor und den Dampferzeuger mittels eines Umwälzgebläses umgewälzt wird, das von einer Hilfsdampfturbine gedreht wird, durch die ein Teil des dem Eintritt des Zwischenüberhitzers zuzuführenden Dampfes tritt, und wobei der Sammler für den zwischenüborhitzten Dampf so geschaltet ist, daß Dampf aus dem Sammler zu einer Kondensationseinrichtung längs eines ersten Weges strömen kann, der die Mittel- bzw. Niederdruckturbine aufweist, und längs eines zweiten Weges, der eine Überströmleitung aufweist, und wobei die Steuerungsanordnung eine Ventileinrichtung aufweist, die zur Regelung des Dampfdurchflusses durch die Überströmleitung dient, einen Signalgeber zum Erzeugen eines ersten Signals, das einen Sollwert für den Dampfdurchfluß durch die Mittel- bzw. Niederdruckturbine angibt, einen Druckgeber zum Erzeugen eines zweiten Signals, das dem Istwert des Dampfdruckes in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf entspricht, und einen Signalgeber zum Erzeugen eines dritten Signals, das einen Sollwert für den Dampfdruck in dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf angibt,

   - 37 - dadurch,

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   dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerungssystem vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von dem ersten Signal durch Verstellen der Ventileinrichtung den Dampfdurchfluß durch die Überströmleitung so steuert, daß der Dampfdurchfluß durch den Zwischenüberhitzer gleich einem vorbestimmten Mindestdurchfluß ist, wenn der I3t- und der Solldampfdruck einem vorherbestimmten Niedriglastwert entsprechen und der Sollwert des Dampfdurchflusses durch die Mittel- bzw. Niederdruckturbine klei_r ner ist als der vorherbestimmte Mindestdampfdurchfluß, und die bei einer Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Signal in Abhängigkeit von dem zweiten und dritten Signal den Dampfdurchfluß durch die Hauptüberströmleitung proportional der Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Signal im Sinne einer Herabsetzung dieser Differenz verändert.

   2. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem einen Signalgeber aufweist, der zum Erzeugen eines vierten Signals dient, das ein vorherbestimmtes Verhältnis zu der Differenz zwischen dem zweiten und dein dritten Signal hat, ferner einen Signalgeber zum Erzeugen eines fünften Signals, das ein vorherbestimmtes Verhältnis zu dem ersten Signal hat, eine Einrichtung zum Erzeugen eines sechsten Signals, das dem um das fünfte Signal verkleinerten vierten Signal "entspricht, und einen Stellantrieb zum Verstellen der Ventileinrichtung entsprechend dem sechsten Signal.

   3« Steuerungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber zum Erzeugen des vierten Signals einen Komparator aufweist, der zum Erzeugen eines Ausgangssignals dient, das der Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Signal entspricht, und einen Proportionalregler, der in Abhängigkeit von dem

   - 38 - Ausgangssignal

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   Ausgangsαignal deu Komparators das vierte Signal erzeugt, das ein vorherbestimmtes Verhältnis zu dem Ausgangssignal des Komparators hat.

   4. Steuerungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem einen VorspannungsSignalgeber aufweist und das sechste Signal der um das fünfte Signal verkleinerten Summe des Vorspannungssignals und des vierten Signals entspricht.

   5. Steuerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher bei einer konstanten Druckdifferenz an der Ventileinrichtung diese den durch sie tretenden Dampfdurchfluß in linearer Abhängigkeit von der Stellung der Ventileinrichtung verändert, dadurch gekennzeichnet, daß der zugeordnete Stellantrieb geeignet ist, die Ventileinrichtung in eine Stellung zu bringen, die mit dem sechsten Signal in einer linearen Beziehung steht.

   6. Steuerungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» mit einer HilfsÜberströmleitung, die eine zweite Ventileinrichtung aufweist und dazu dient, Dampf aus dem Sammler für den zwischenüberhitzten Dampf einer weiteren Dampfabgäbesteile zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem so eingerichtet ist, daß es den Dampfdurchfluß durch die Überströmleitungen durch Betätigung der'ersten und der zweiten Ventileinrichtung in Abhängigkeit von dem ersten Signal derart steuert, daß der Dampfdurchfluß durch den Zwischenüberhitzer einem vorherbestimmten Mindestdampfdurchfluß entspricht, wenn der Ist- und der Solldruck einem vorherbestimmten Niedriglastwert entsprechen und der erwünschte Sollwert des Dampfdurchflusses durch die Mittel- und die Hiederdruckturbine kleiner ist als der erwünschte Mindest- . dampfdurchfluß, und daß es bei einer Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Signal den

   - 39 - Geaamtdampfdurchfluß 509845/0353

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   Gresantdainpfdurehfluis dur?h die Überströmleitungen im Sinne einer Herabsetzung dieser Differenz verändert.

   ⁷S Steuerungsanordnung nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem einen Signalgeber aufweist, der zum Erzeugen eines Signals dient, das einen Grenzwert für den Dampfdurchfluß durch die srstgenannte Überströmleitung entspricht, und daß dis zweite Yentilelnricntung so gesteuert wird-, daß sie in der erstgenannt en Uberjströ'mlsitung sinen dem Grenzwert" entsprechenden Dainpfäurclifluß aufrechterhält j währand bei einer derartigen Regelung das Dampfdurohflusses durch die erstgenanntώ Überströmleitung der Barapfdurchfloß durch die HilfsÜberströmleitung im Sinne der Herabsetzung der-genannten Differenz verändert 7/ird.

   3* Steuerungsanordnung nach Anspruch I₁ dadurch gsksnn- ?,eichnet, daß las Signal für den Grenzwert des Dampfdurchflussös in Abhängigkeit von dem zweiten Signal erzeugt wird und der Wert dsa Grenzwertsignals gegensinnig zu dem Istdampfdruck in dem Sammler für den awischen- ΙΓο erhitzt en Dampf verändert wird.

   2, Steuerungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber sum Erzeugen des 5rsna~ wertsignals ein Funktionsgaber ist, an den das sweits Signal als Eingangssignal angelegt v/iro. und der das Grenzwertsignal als Ausgangssignal erseugt.

   10. Steuerungsanordnung nach den Ansprüchen 6 bis 9? dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem sin Aus— wahlglied aufweist, das in Abhängigkeit τοη des sechsten Signal und dem Durchflußgrenawertsignal das kleinere dieser beiden Signale auswählt und das ausgewählte Signal an einen Stellantrieb für die erste Tentilein richtung und an einen Komparator anlagt;, fsrner sinen

   - 40 509845/C3oS

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   HA

   Stellantrieb zum Einstellen der ersten Ventileinrichtung entsprechend den ausgewählten Signal, einen Komparator zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das der Differenz zwischen dom sechsten Signal und dem ausgewählten Signal entspricht und einen Stellantrieb zum Einstellen, der zweiten Ventileinrichtung entsprechend dem Ausgangssignal des !Comparators.

   11. Steuerungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventileinrichtung geschlossen ist, wenn das sechste Signal Kleiner ist als das Grenzwertsignal.

   12. Steuerungsai-ord.r ing nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventileinrichtung geschlossen ist, wenn das sechste Signa.! gleich Null ist.

   13. Steuerungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dia zweite Ventileinrichtung so betätigt v/orden, daß der Dampfdurchfluß durch die entsprechende Überströmleitung der Hälfte des vorherbestimmten iilindestdampfdurchflus&es entspricht, wenn das entsprechende Beaufschlagwigs-Sollwertsignal gleich Null ist und der Soll- und der Istdampfdruck einem vorherbestimmten Niedriglastwert entsprechen.

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