DE2518353A1

DE2518353A1 - Regelsystem fuer energieerzeuger

Info

Publication number: DE2518353A1
Application number: DE19752518353
Authority: DE
Inventors: Oliver W Durrant; Robert R Walker
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1974-04-30
Filing date: 1975-04-25
Publication date: 1975-11-13
Also published as: BE828640A; US3922859A; JPS6224608B2; SE407258B; ZA752786B; FR2269633A1; JPS50152230A; SE7505065L; ES437201A1; GB1509743A; CA1011198A; AU8062675A; FR2269633B1; IT1028815B

Description

\De. CrLeckaed

24. April 1975 Anw.-Akte: 27.82

PATENTANMELDUNG

KSSS&SSBBeSSSSESSSSSSSSSSSSSRSSSSSSSSSSSSSSSSSSBSKSS&SKSaSSSSSS

Anmelder: BABCOCK & WILCOX 20 S. Van Buren Barberton, OHIO 44203

SSSSSSEBSSBSSSSSBSSaSSSSSSBBBBSeSBSBSBBSCBCSSSSSBSSSSSSSSSSSBSSSSB&BBB Tjtel: Regelsystem fUr Energieerzeuger

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem für Energieerzeuger, insbesondere für mit fossilen Brennstoffen befeuerte Stromerzeuger in Kraftwerken. Wenn Kernenergieanlagen in Betrieb genommen werden, bestehen starke Anreize dafür, sie wegen der niedrigen Brennstoff-Zusatzkosten und der Betriebsbeschränkungen mit Grundlast zu fahren. And*«· Blöcke in dem Netz müssen deshalb in der Lage sein, die Last häufig und schnell zu ändern, einschließlich der Abschaltung während der Zeiten niedrigen Netzbedarfs. Typische im Wechselbetrieb fahrende Blöcke können z. B. fUr 400 - 600 MW ausgelegt werden bei anfänglichen Dampfzuständen von 170 kg/cm und 540 F. In solchen Blöcken strömt der Dampf im allgemeinen zunächst durch eine Hochdruckturbine, dann durch einen ZwischenUberhitzer im Dampferzeuger zur Erhöhung auf eine heiße Zwischendampftemperatur von 540° F, dann durch eine Mitteldruckturbine und schließlich Über eine Niederdruckturbine zu einem Kondensator.

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Damit derartige Blöcke während langer Zeiträume mit Teillast gefahren werden können, ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Regelsystem zu schaffen, bei dem der Drosseldruck in Übereinstimmung mit der Last programmiert wird, wodurch der thermische Wirkungsgrad des Blocks erhöht und eine im wesentlichen konstante Turbinen-Gleichdruckkammer-Dampftemperatur innerhalb des gesamten Lastbereiches aufrechterhalten wird, so daß eine schnelle Laständerung ohne Wärmeschock fUr die Turbine möglich ist.

Weiterhin werden erfindungsgemäß die Turbinenventile dazu benutzt, um kurzfristige, vorübergehende Änderungen in der Dampfzufuhr zur Turbine vorzunehmen, wodurch zeitweise Laständerungen erreicht werden, während die Feuerung so eingestellt wird, daß ein Gleichgewicht zwischen Energieeinbringung und -ausbringung des Blocks auf der Grundlage eines verhältnismäßig langfristigen Beharrungszustand· aufrechterhalten wird.

DarUber hinaus kann erfindungsgemäß die Feuerungsleistung so geregelt werden, daß eine bestimmte Gastemperatur an einer gewählten Stelle im Kessel während des Anfahrens und der Schwachlasten sowie durch den MW-Bedarf während des eigentlichen Betriebs aufrecht erhalten werden kann.

Nach einer weiteren Maßnahme der Erfindung wird während des Anfahrens und der Übergangsbedingungen im normalen Betrieb der Bedarf an Energieeinbringung in den Block so festgelegt, daß den Anforderungen verschiedener Zustände entsprochen wird, wie z. B. (ohne daß diese Aufzählung notwendigerweise eine Begrenzung bedeutet) Last, Dampfdruck und -temperatur, indem der Kessel so gefahren wird, daß den höchsten dieser Anforderungen entsprochen wird, während den an niedrigerer Stelle stehenden Anforderungen durch Regelinstrumente

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Genüge getan wird, wie z. B, Überhitzerteil- und Überhitzerumführungsventile sowie Dampf- und Wasserkühler.

Weiterhin werden gemäß der Erfindung während des Anfahr- und normalen Betriebs der Dampferzeugerteil sowie der Primärüberhitzer des Kessels auf Solldruck gehalten, wodurch eine verhältnismäßig große Energiemenge gespeichert wird, bei der man Entnahmen oder Kinzufügengen vornehmen kann, um schnelle Laständerungen durchzuführen und dabei das Ausmaß der Über- oder Unterbefeuerung zu vermindern, die erforderlich ist, um die Laständerungen zu befriedigen und die Anfahrzeiten auf ein Geringstmaß herabzusetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Dampf-Wasser-Grundschaltung eines Energieerzeugecs,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Luft-Gas-Schaltung des in Fig. 1 dargestellten Kessels,

Fig. 3 ein Blockschaltbild bei Anwendung für den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Energieerzeuger.

In Figur 1 ist die Dampf-Wasser-Grundschaltung für ein mehr oder weniger konventionelles Dampferzeuger-Turbogenerator-Energieerzeugungsaggregat dargestellt, das einen Kessel 1 und einen Turbogenerator 2 umfaßt, wobei dieser Turbogenerator eine Hochdruckturbine (HD) 3, eine Mitteldruckturbine (MD) 4 und eine Niederdruckturbine (ND) 5 besitzt. Gemäß der Darstellung treiben die Hochdrucktirbine 3, die Mitteldruckturbine 4 und die Niederdruckturbine 5 den

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Generator 6 an, der elektrische Energie erzeugt, die Über die Leitungen J₁ I- und 9 abgeführt wird. Alternativ kann jede Turbine auch so geschaltet werden, daß sie- einen getrennten Generator antreibt, wobei dann alle Gsnerotoren hß eine gemeinsame Schiene speissn» Die eigentliche Tyrbo-Generatersshaltung, die vorgesehen werden kann, gehört nicht zur Erfindung.

Der aus asm SskundärUberhitzer 10 des Dampferzeugers 1 kommende

strömt durch die Hochdruckturbine 3 one! daran dwrch den Zwischen-■hitzer 11, Der heiße Zwisene^dampf strömt daran durch die Mitteldruekturfeine 4 und die Niedsrdruekturbine 5_g ©us eier ©r in den Kon-12 geleitet

Isiisöt gsja dem Kondensator 12 wird durch ©ine Kondesisatpumpe 13 durch ©inen Hiaderdruckvorvj^rraer 14, der durch Entnahmedampf aus der NiedGräruukfe^ßir.e 5 beheizt wird, in d©n Entgagungsvorwärsner 15 gefördert^ der ebenfalls durch Entnohssdampf beheizt wird« Das Speisewasser wird aus dem EntgagungsvorwSraer 15 durch di© fesselspeisspuispe 16 gesaugt und dureh Hochdruskvojrwärtnsr 17, die ebenfalls durch Entnahmedampf beheizt werden, in eiern Dampferzeuger 1 gedrückt^ der geraöß der Darstellung zusätzlich su dem zuvor erwähnten SekundOrUberhitzer 10 ur«d dem Zv/isehenüb©rhitzer 11 nach einem Speisewasservorwärmer 18, ©ine Brennkammer 19 und einen PrimärUberhitzer 20 besitzt. Ein Hengenregelventil 16A ist als typisch für ©ine von mehreren konventionellen Regelvorrichtungen dargestellt, die eingesetzt werden können, um die Speisewasserströraung zum Kessel 1 zu regeln.

2 zeigt in vereinfachter Form die Luft-Gos-Schaltung für den erzeuger 1. Vom Frischlüfter 21 geförderte Verbrennungsluft trörat durch einen Luftvorwärmer 22 in die Brennkammer 19. Brenn-

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stoff, der Öl, Gas, Kohle oder eine Kombination derselben sein kann, wird in die Brennkammer 19 von einer konventionellen Vorrichtung (nicht dargestellt, jedoch schematisch durch die Linie 23 a'Ngedeutet) gefördert. Die aus der Brennkammer 19 austretenden Verbrennungsgase oder Rauchgase, strömen durch den Sekundärüberhitzer 10, den ZwischenUberhitzer 11, den Primärüberhitzer 20, den Speisewasservorwärmer 1o, den Luftvorwärmer 22 und das Saugzuggebläse 24, von wo aus sie durch einen nicht dargestellten Schornstein ins Freie abgeführt werden. Die aus dem Speisewasservorwärmer 1<j austretenden Rauchgase können auch in die Brennkammer 19 durch Gasrezirkulationsgebläse 25 zurückgeführt werden, um die Temperatur des heißen Zwischendampfs zu regeln, der aus dem ZwischenUberhitzer 11 abgeführt wird, und zwar innerhalb eines Teils oder des gesamten normalen Betriebsbereichs des Blocks· Im allgemeinen wird die Rezirkulationsgasmenge in einem umgekehrten Verhältnis zur Wärme- oder Energieeinbringung in den Dampferzeuger 1 gehalten. Die dargestellte Reihenfolge, in der die Verbrennungsprodukte über die verschiedenen Heizflächen strömen, ist nicht die ausschließliche Reihenfolge. Die Reihenfolge kann z. B. die folgende sein: Primärüberhitzer, Sekundärüberhitzer und Zwischenüberhitzer, oder Sekundärüberhitzer, Primärüberhitzer und Zwischenüberhitzer.

Ein Umführungssystem ist um die Primär- und Sekundärüberhitzer vorgesehen; es umfaßt die Leitung 26, deren Eintritt an dem Eintritt des Primärüberhitzers 20 angeschlossen ist, und deren Austritt in dem Kondensator 12 mündet, der angeordnet ist, um den durch die Leitung 26 geförderten Dampf aufzunehmen und zu kondensieren zwecks Rückführung zum Speisewassersystem. Weiterhin sind gemäß der Darstellung Vorkehrungen getroffen, um Dampf aus der Leitung 26 durch eine Leitung 27 zum Austritt des Sekundärüberhitzers 10 und durch eine Leitung 2υ zum Austritt des ZwischenUberhitzers abzuleiten. Die Ableitung von im wesentlichen gesättigten Dampf in den Heißdampf und

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den heißen Zwischendampf zur Turbine bietet die-Möglichkeit, die Temperaturen herabzusetzen, wie es eventuell während der Inbetriebnahme und des Schwachlastbetriebs erforderlich ist.

Figur 3 zeigt in Form eines Blockschaltbilds das Regelsystem für das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Energieerzeugungsaggregat. Die dargestellten Regelgeräte, manchmal auch mit "Hardware " bezeichnet, sind in handelsüblicher Ausführung; Fachleute sind mit deren Arbeitsweise vertraut. Das Regelsystem ist in Form eines Blockschaltbilds dargestellt, um zu vermeiden, daß das Regelsystem mit irgendeiner besonderen Regelart identifiziert wird, wie z.B. pneumatische Regelung, hydraulische Regelung, elektronische Regelung, elektrische Regelung oder irgendeine Kombination dieser Regelarten, da die Erfindung bei jeder derselben angewandt werden kann. Die in der Figur 3 dargestellten Geber und Stellglieder sind in den Figuren 1 und 2 angedeutet worden. Weiterhin sind der Übersichtlichkeit wegen konventionelle Vor-Ort-kegelkreise mit Rückführung, die überlicherweise Stellgliedern zugeordnet werden, fortgelassen worden; deren Aufgabe ist es, den Wert der Regelgröße in einer bestimmten funktioneilen Beziehung zum Wert des Regelsignals zu halten. Es ist weiterhin darauf hinzuweisen, daß konventionelle Regelvorgnnge, wie z. B. Sollwerteinstellung, Summieren, PID-Wirkung, als in den verschiedenen Regelkreisen eingeschlossen anzusehen sind, wenn, falls und sobald sie erforderlich sind; deren Aufgabe und Einsatz· sind bekannt.

Im Betrieb von periodisch betriebenen Aggregaten gibt es zwei Anfahrarten, die mit "Kaltstart" und "Heißstart" bezeichnet werden können. Ohne Rücksicht auf den Zustand des Kessels und der Turbine, d. h. ob heiß oder kalt, oder auf einer Zwischentemperatur, kann der Betriebszustand sehr schnell dadurch erreicht werden, daß man den Kessel befeuert, um den kritischsten Bedarf zu decken, und daß

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men den anderen Bedqrf durch Hilfsregelgercite befriedigt. So kann z. o. für einen Heißstart angenommen werden, daß der Dampferzeugertei] und der Primärüberhitzer des Kessels auf verhältnismäßig hohem Druck und auf Sättigungstemperatur stehen, während der Sekundär-überhitzer und der Zwischenüberhitzer auf verhältnismäßig niedriger Temperatur stehen; unter solchen Verhältnissen ist der kritischste oedarf die HeiRdampftemperatur; dementsprechend wird der Kessel befeuert, um diese Temperatur mit der maximal zulässigen Geschwindigkeit zu erreichen; falls notwendig, kann Dampf in den Kondensatot abgeleitet werden, um den Kesseldruck auf dem gewünschten Wert zu holten. Umgekehrt ist es unter Kaltstartbedingungen notwendig, den Kessel aufzuwärmen, um einen Dampffluß zu erzeugen» Dadurch steigen die Dampftemperaturen, wenn die Turbine kalt ist, und müssen entsprechend vermindert werden. Somit ist bei Kaltstnntbedingungen der kritische Bedarf der Kesseldruck, der die Feuerungsleistung regelt, während übermäßige Dampftemperaturen durch die Verwendung von Dampf- und V.asserkühlern abgebaut werden. Ohne Rücksicht auf die Art des Starts wählt das Regelsystem automatisch den kristischen bedarf aus und regelt die Feuerung entsprechend, während andere kritische Zustünde durch ausgewählte Regelorgane auf Sollwert gehalten werden.

Unter Bezugnahme auf Figur 3 kann das Blochiastbedarfssignal durch ein automatisches Lastverteilsystem 29, oder durch eine andere automatische oder manuelle Vorrichtung hergestellt werden, die einen Aufschaltsignalerzeuger 30 beaufschlagt, dessen Aufgabe es ist, ein Aufschaltsignal zu erzeugen, das der gewünschten Leistung des Energieerzeugers entspricht. Das über die Signalleitung 31 weitergeleitete und im Lastfehlerkorrekturglied 32 geänderte Aufschaltsignal erzeugt ein Dampfmengen-Bedarfssignal, das über die Leitung 33 weitergeleitet wird. Bas Glied 32 wird auch mit einem Sig-

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nal beaufschlagt, das der Megawattleistung entspricht, im Geber erzeugt wird und als ein Rückführungssignal betrachtet werden kann. Das Glied 32 erzeugt also das Leistungsbedarfssignal, das erforderlich ist, um die Gleichheit zwischen den beiden Eingangssignalen aufrechtzuerhalten.

Das Aufschaltsignal wird auch über die Leitung 31 zu einem Drosseldruckbereich-Entwicklungsglied 35 geleitet, das mit manuell verstellbaren Wählern 36, 30 und 37 ausgestattet ist, durch die der minimale Drosseldruck, der maximale Drosseldruek und der Drosseldruckbereich eingestellt werden können» Zum Beispiels der maximale Drosseldruck kann auf 170 kg/cm , der minimale Drosseldruck auf 42 kg/cm und der Bereich kann so eingestellt werden, daß der Drosseldruck von 42 kg/cm auf 170 kg/cm von 20 % Vollast bis 70 % Vollast ansteigt. Dies bedeutet, daB das Glied 35 ein Turbinendrosseldruek-Bedarfssignal erzeugt, das über die Leitung 39 weitergeleitet wird, wobei es einen konstanten Druck von 42 kg/cm verlangt, bis die Last von 20 % erreicht ist, danach einen Drosseldruckanstieg gemäß dem Lastbedarfsanstieg, bis die Last von 70 % erreicht ist, und schließlich bis Vollast einen konstanten Druck von 170 kg/cm % Die Wähler 36, 37 und 38 ermöglichen es der Bedienung in der gewünschten Weise den minimalen und maximalen Drosseldruek einzustellen sowie die durch den Bereich erfaßte Lastspanne.

Das nach der hier und später beschriebenen Änderung über die Leitung 33 weitergeleitete Dampfmengenbedarfssignal verstellt parallel das Brennstoffmengen-Regelventil 40 und die Luftmengen-Regelklappe 41, um dadurch die Energiebeaufschlagung des Aggregats mit dem Energiebedarf in Einklang zu halten. Das Dampfmengen-Bedarfssignal wird auch über die Leitung 33 zu den Turbinendampfmengen-Regelventilen 42 weitergeleitet, um die Dampfmengenbeaufschlagung

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der Hochdruckturbine 3 mit den Dampfmengenbedarf in Übereinstimmung

zu halten. Durch den Gleitdruckbetrieb werden die Turbinenventile fUr die zuvor beschriebenen minimalen, maximalen und BereichsdrUcke etwa 70 % vom minimalen Druck zum maximalen Druck, wie er bei dem Lastpunkt 70 % hergestellt ist, offen bleiben und danach im Verhältnis zum Lastbedarfsanstieg öffnen. Während des minimalen und des Bereichsdrucks werden jedoch die Regelventile aus der 70 % offenen Stellung herausgehen, um sofort den Bedarf an einer Erhöhung oder einer Verminderung der Dampfmenge zu decken, werden jedoch wieder in die 70 % offene Stellung zurückkehren, wenn diese Bedarfsänderungen durch Änderungen der Feuerungsleistung befriedigt werden. Dies bedeutet, daß vorübergehende Änderungen 'des Lastbedarfs durch Entnahme von der oder Abgebe an die Energiespeicherung im Kessel befriedigt werden und daß die Energiespeicherung dann durch entsprechende Änderungen der Feuerungsleistung auf ihren Sollwert gebracht wird.

Das Drosseldruck-Bedarfssignal wird Über die Leitung 39 «u einem Drosseldruckfehler- und -folgeglied 43 weitergeleitet, das auch ein Signal erhält, welches proportional zum Ist-Drosseldruck ist und im Druckgeber 44 erzeugt wird; das Glied 43 erzeugt dabei ein Ausgangssignal, das Über die Leitung 45 weitergeleitet wird, um das zwischen dem PrimärUberhitzer 20 und dem Sekundärüberhitzer 10 angeordnete Ventil 46 so so verstellen, wie es notwendig ist, um den Drosseldruck auf dem Sollwert zu halten. Ganz allgemein kann gesagt werden, daß das Ventil 46 als nachgeschalteter Druckregler wirkt, um den Drosseldruck auf dem Sollwert zu halten, wie er in Glied 35 festgelegt wurde.

Das Drosseldruck-Sollwertsignal wird auch Über die Leitung 39 zu einem Kesseldruck-Sollwertglied 47 weitergeleitet, das ebenfalls ein

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Signal empfängt, welches proportional zum effektiven Primärüberhitzer-Austrittsdruck ist und im Druckgeber 48 erzeugt wird; das Glied 47 erzeugt dabei ein Ausgangssignal, das funktionell vom Turbinendruck abhängt, über die Leitung 49 weitergeleitet wird und nach verschiev denen Änderungsvorrichtungen über das Summierglied 50 wirksam wird, um die Feuerungsleistung so zu ändern, wie es erforderlich ist, um den Dompfdruck am Primärüberhitzeraustritt auf Sollwert zu halten.

Wie zuvor beschrieben, muß während des Anfahrens die Feuerungsleistung geändert werden, um den kritischsten Zustand auf Sollwert zu halten, wobei andere Zustände durch verschiedene Hilfsregelungen auf Sollwert gehalten werden. An einem Ende der Skala steht der sogenannte Heißstart, bei dem der Kesseldruck durch den Primärüberhitzer etwa auf Sollwert steht, und am anderen Ende steht der sogenannte Kaltstart, bei dem Kessel und Turbine niedrige Temperaturen aufweisen. Ohne Rücksicht auf die Art des Starts liegt das Problem für den Kesselbetr*«ber darin, daß Mißverhätnis zwischen den Dampftemperaturen und den Turbinenmetalltemperaturen innerhalb annehmbarer Grenzen zu halten, während die Dampf- und Metalltemperaturen so schnell wie möglich erhöht werden müssen, um das Aggregat in einer minimalen Zeit hochzufahren.

Während des Anfahrens wird der Block ohne Rücksicht darauf, ob es sich um einen Kalt-, Heiß- oder Zwischenstart handelt, in der erforderlichen Weise befeuert, um von solchen Zuständen wie (diese Aufzählung stellt keine Begrenzung dar) Drosseldruck, Gastemperatur an den Dampfaustritten des SekundärUberhitzers und Zwischenüberhitzers sowie Heißdampfdruck denjenigen auf Sollwert zu halten, an dem der größte Bedarf besteht· Zu diesem Zweck wird z. B., wenn das Ventil 46 nicht in der Lage ist, den Drosseldruckbedarf zu befriedigen, ein Regelsignal über Leitung 51 zu einem Hochsignalwähler 52 geleitet, in den auch über Leitung 53 ein Regelsignal Proportional zur Abwei-

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chung der Gastemperatur vom Sollwert eingespeist wird und Über die Leitung 54 ein Regelsignal proportional zur Abweichung des Drosseldrucks vom Sollwert. Das höchste dieser Signale wird dann Über die Leitung 55 zum Summierglied 50 weitergeleitet und wirkt dahingehend, daß die Feuerungsleistung in der erforderlichen Weise geändert wird, um den gewählten Zustand auf Sollwert zu halten.

Das Über die Leitung 53 weitergeleitete Gastemperaturregelsignal wird in einem Programmierglied 56 erzeugt, das auf das Über die Leitung 33 weitergeleitete Dampfmengenbedarfssignal sowie auf das im Temperaturgeber 57 erzeugte Signal anspricht, welches der effektiven Gastemperatur entspricht. Bei niedriger Dampfmenge, wie sie während des Anfahrens erzeugt wird, ist die Dampftemperatur an den Austritten des SekundärÜberhitzers und Zwischenüberhitzers im wesentlichen gleich der Gastemperatur an dieser Stelle, so daß, wie in Fig. 2 dargestellt, der Temperaturgeber 57 auf die Gastemperatur an dieser Stelle anspricht. Da die Gastemperatur als ein Haßstab für die Dampftemperatur nur unter Anfahrverhältnissen und bei geringer Menge benutzt werden kann, kann der Gastemperaturgeber 57 in zweckmäßiger Weise in ausziehbarer Ausfuhrung sein und aus dem Gaskanal beim Betrieb des Blocks in normalen Betriebsbereich herausgezogen werden, wenn die Gastemperaturen weit Über den Heiß- und Zwischendampftemperaturen liegen können.

Falls dann, wenn die Gastemperatur und folglich die Dampftemperatur der kritische Zustand ist und die Feuerung geändert wird, um die Gastemperatur auf Sollwert zu halten, ein Übermäßiger Dampfdruck eintritt, dann wird der letztgenannte dadurch auf Sollwert gehalten, daß Dampf um die Überhitzerstufen 20 und 10 herum Über die Leitung 26 zum Kondensator 12 geleitet wird, dessen Durchströmung von dem Ventil 57 in Abhängigkeit von dem Regelsignal geregelt wird, welches in dem Folgeregelglied 58 erzeugt wird.

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Die Erfindung umfaßt weiterhin die Regelung der Heißdampftenperatur durch nunmehr zu beschreibende Vorrichtungen, wenn der kritische Zustand Drosseldruck oder Gastemperatur oder Heißdampfdruck während der Anfahrverhältnisse ist, sowie das Halten der Dampftemperatur auf Sollwert während des normalen Leistungsbetriebs· Das Temperaturänderungsgeschwindigkeits-Entwicklungsglied 59, das auf manuell eingestellte Signale anspricht, die in den Stationen 60, 61 und 62 erzeugt werden, bildet ein Signal, das der anfänglich gewünschten Dampftemperatur entspricht und mit einstellbarer Geschwindigkeit zunimmt, bis es wertmäßig der Betriebs-Solltemperatur entspricht. Die anfängliche Temperatur wird gewähnlich eingestellt, um eine gewünschte Temperaturdifferenz zwischen den Dampf- und Turbinenmetalltemperaturen zu ergeben, und die Änderungsgeschwindigkeit wird so eingestellt, daß die Dampftemperatur vom Anfangs- zum Endwert in der erforderlichen Weise erhöht wird, um die Differenz zwischen der Dampftemperatur und der Turbinenmetalltemperatur innerhalb vorgeschriebener Grenzen zu halten. So kann z. B, die Anfangstemperatur 315°C betragen, die Änderungsgeschwindigkeit 65° C pro Stunde und die Endtemperatur 540⁰C.

Das Regelglied 64 hat ein Ausgangssignal erzeugt, das der Differenz zwischen den in Glied 59 und im Heißdampftemperaturgeber 63 erzeugten Signalen entsprach und weiter durch ein Aufschaltsignal geändert werden kann, das in dem Mengengeber 65 in Abhängigkeit von der Luftmenge zur Brennkammer 19 erzeugt worden ist. Während des Anfahrens und Schwachlastbetriebs regelt das Ausgangssignal aus dem Glied 64 das SattdampfkUhlerventil 66, wodurch verhältnismäßig kuhler Dampf in den Heißdampf eingeführt wird, um dadurch die Solltemperatur des Dampfs wiederherzustellen· Wenn umgekehrt während des Anfahrens und des Schwachlastbetriebs die effektive Dampftemperatur unter den Sollwert fällt, wird das in dem Glied 64 erzeugte Regelsignal Über das Regelglied 67 wirksam, um die Feuerungsleistung ζυ erhöhen.

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Die Regelschaltung ist so, daß die Signalwerte, die den Sinken der effektiven Dampftemperatur unter den Sollwert entsprechen, wirksam werden, um die Feuerungsleistung zu ändern, während nur Signalwerte, die dem Anstieg der Dampf-Isttemperatur Über den Sollwert hinaus entsprechen, wirksam werden, um Über das Ventil 66 die in den Heißdampf eintretende Sattdampfmenge zu ändern. Weiterhin wird etwa an der Grenze des Schwachlastbetriebs - normalerweise etwa 20 % der Vollast - die Verwendung von Sattdampf zur Regelung der Heißdampftemperatur unwirksam, wobei das Ventil in die geschlossene Stellung gefahren wird; danach kann die Heißdampftemperatur im gesamten normalen Betriebsbereich dadurch geregelt werden, daß Wasser in der erforderlichen Weise durch das Wasserkühlerventil 68 in Abhängigkeit von einem Signal eingeführt wird, das in dem Glied 64 erzeugt wird und der Abweichung der Heißdampf-Isttemperatur vom Sollwert entspricht (Normalerweise die Enddampftemperatur, die in der Handstation 62 eingestellt ist).

Die Zwischendampftemperaturregelung ist im allgemeinen ähnlich der beschriebenen Heißdampftemperaturregelung. Ein Signalausgang aus dem Tempetaturbereichsglied 59 wird Über die Leitung 68 zu einem Regelglied 69 geleitet, wo ein Vergleich mit einem Signal stattfindet, das der Zwischendampf-Isttemperatur entspricht und im Temperaturgeber 70 erzeugt wird· I» - das Regelglied 69 wird auch das Über die Leitung 71 geleitete Aufschaltsignal vom Luftmengengeber 65 eingespeist. Das im Regelglied 69 erzeugte Ausgangssignal wird zu einem Folgeregler 72 geleitet, der hintereinander das Dampfkühlerventil 73, die Gasrezirkulations-Regelklappe 74 und das Zwischendampf-Wasserkühler-Regelventil 75 betätigt. Ähnlich wie im Betrieb der Heißdampf-Regelvorrichtungen wirkt der Dampfkühler während gewisser Anfahrverhältnisse, wenn die Feuerung zur Aufrechterhaltung des kristischen Zur stands eine hohe Zwischendampftemperatur erzeugt. Innerhalb des normalen Betriebsbereichs wirkt die Gasrezirkulation, um die Zwischen-

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dampftemperatur zu regeln, wobei die Rezirkulationsmenge sich im allgemeinen umgekehrt zur verlangten Leistung verhält. Bei hohen Leistungen, bei denen die Gasrezirkulation auf ein Geringstmaß herabgesetzt ist, wird die Zwischendampftemperatur zweckmäßigerweise durch Wasserkühler geregelt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Regelsystem fUr einen Energieerzeuger, der aus einem Dampferzeuger und einem Turbogenerator besteht, der mit Dampf aus dem Dampferzeuger beaufschlagt wird, gekennzeichnet durch folgende Kombination:

a. eine erste Vorrichtung, die ein erstes Aufschaltsignal erzeugt, welches der gewünschten Leistung des Energieerzeugungsaggregats entspricht,

b. eine zweite Vorrichtung, die auf das erste Aufschaltsignai anspricht und ein zweites Aufschaltsignal erzeugt, das wertmäßig proportional zum ersten Aufschaltsignal ist, jedoch um die Differenz zwischen Soll- und Istleistung des Energieerzeugungsaggregats geändert ist,

c. eine dritte Vorrichtung, die auf das zweite Aufschaltsignal anspricht und die Dampfmenge zur Turbine proportional zum zweiten Aufschaltsignal hält, sowie

d. eine vierte Vorrichtung, die auf das erste Aufschaltsignal anspricht und den Dampfdruck zur Turbine auf einem Sollwert hält, der sich in funktioneller Beziehung zum ersten Aufschaltsignal ändett.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine fUnfte Vorrichtung, die auf das erste Aufschaltsignal anspricht und den Druck im Dampferzeuger in einer zweiten funktioneilen Beziehung zum ersten Aufschaltsignal hält.

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3. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Vorrichtung eine Vorrichtung einschließt, durch die Dampf aus dem Dampferzeuger in erforderlicher Weise abgeblasen wird, damit der Druck im Dampferzeuger nicht den Sollwert Übersteigt·

4. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger mit Brennstoff- und Luftzuführungsvorrichtungen ausgestattet ist und die fUnfte Vorrichtung eine Vorrichtung einschließt, weiche die zum Dampferzeuger gelieferten Brennstoff- und Luftmengen im erforderlichen Maße verstellt, um den Druck im Dampferzeuger in der zweiten funktioneilen Beziehung zum ersten Aufschaltsignal zu halten«

5. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die vierte Vorrichtung manuell verstellbare Vorrichtungen einschließt, die einen anfänglichen Sollwert, einen endgültigen Sollwert und die bei der Größe des ersten Aufschaltsignals gewünschte Sollwertänderungsgeschwindigkeit vom anfänglichen Sollwert zum endgültigen Sollwert bilden·

ό_β Anfahrsystem für einen Energieerzeuger aus einem Dampferzeuger, der mit Brennstoff- und Luftzufuhrungsvorrichtungen ausgestattet ist, einem Primär- und einem SekundärUberhitzer sowie einem Zwischenüberhitzer und aus einem Turbogenerator mit einer Hochdruckstufe, die mit Dampf von den SekundärUberhitzer beaufschlagt wird, einer Niederdruckstufe, die mit Dampf aus dem Zwischenüberhitzer beaufschlagt wird, und mit einem Kondensator, der aus der Niederdruckstufe austretenden Dampf kondensiert, gekennzeichnet durch die folgende Kombination:

a. eine Vorrichtung, um aus einer Vielzahl Meßwerte im Energieerzeugungsaggregat denjedigen auszuwählen, der die grüßte

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Abweichung vom Sollwert aufweist, wobei ein Regelsignal erzeugt wird, das sich in funktioneller Beziehung zur Abweichung ämdert,

b. eine Vorrichtung, die auf das Regelsignal anspricht und die zum Dampferzeuger gelieferten Brennstoff- und Luftmengen im erforderlichen Maße verstellt, um den aus der Vielzahl Meßwerte ausgewählten Wert auf dem Sollwert zu halten, sowie

c. Hilfsinstrumente, die die anderen aus der Vielzahl an Meßwerten auf einem Sollwert halten.

7. Anfahrsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger mit einer DampfumfUhrung vom Dampfeintritt des Sekundärüberhitzers zum Kondensator ausgestattet ist, einer aus der Vielzahl an Meßwerten der Dampfdruck am Dampfaustritt des Primärüberhitzers ist und eines der Hilfsinstrumente eine Vorrichtung einschließt, die auf die Abweichung des Dampfdrucks oberhalb des Sollwerts anspricht, sowie eine Vorrichtung, die auf die letztgenannte Vorrichtung anspricht und die Dampfmenge durch die DampfumfUhrung hindurch verstellt, um den Dampfdruck auf den Sollwert herabzusetzen·

8» Anfahrsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger mit einer DampfumfUhrung vom Dampfeintritt des Primärüberhitzer« zum Dampfaustritt des SekundärUberhitzers ausgestattet ist, einer aus der Vielzahl an Meßwerten die Temperatur des aus dem Sekundärüberhitzers austretenden Dampfs ist und eines der Hilfsinstrumente eine Vorrichtung einschließt, die auf die Abweichung der Dampftemperatur oberhalb des Sollwerts anspricht, sowie eine Vorrichtung, die auf die letztgenannte Vorrichtung anspricht und die Dampfmenge durch die DampfumfUhrung hindurch verstellt, um die Dampftemperαtür auf den Sollwert herabzusetzen·

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9. Anfahrsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger mit einer OampfumfUhrung vom Dampfeintritt des Primärüberhitzers zum Dampfaustritt des ZwischenUberhitzers ausgestattet ist, einer au·¹ der Vielzahl an Meßwerten die Temperatur des aus dem ZwischenUberhitzer austretenden Dampfs ist und eines der Hilfsinstrumente eine Vorrichtung einschließt, die auf die Abweichung der Zwischendampftemperatur oberhalb des Sollwerts anspricht, sowie eine Vorrichtung, die auf die letztgenannte Vorrichtung anspricht und die Dampfmenge durch die DampfumfUhrung hindurch verstellt, um die Zwischendampftemperatur auf den Sollwert herabzusetzen·

10. Anfahrsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger mit einem Ventil in der Dampfleitung zwischen dem Primär- und dem Sekundärüberhitzer ausgestattet ist und eines der Hilfsinstrumente eine Vorrichtung einschließt, die auf die Abweichung des Dampfdrucks am Eintritt der Hochdruckturbine gegenüber dem Sollwert anspricht, sowie eine Vorrichtung, die auf die letztgenannte Vorrichtung anspricht und das Ventil verstellt, um den Druck auf Sollwert zu halten·

11. Anfahrsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert des Heißdampfs durch manuell verstellbare Vorrichtungen eingestellt wird, die einen anfänglichen Sollwert, einen endgültigen Sollwert und die gewünschte zeitliche Sollwertänderungsgeschwindigkeit vom anfänglichen Sollwert zum endgültigen Sollwert bilden.

12. Anfahrsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl Meßwerte Druck des Dampfs am Eintritt der Hochdruckturbine, Temperatur des Rauchgases im Dampferzeuger zwischen dem SekundärUberhitzer und dem ZwischenUber-

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hitzer, Druck des Dampfs im Dampferzeuger am Austritt des Primärüberhitzers und Temperatur des Dampfs am Eintritt der Hochdruckturbine einschließt.

13. Anfahrsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er aus der Vielzahl an Meßwerten die Temperatur des Rauchgases zwischen dem Primär- und dem Sekundärüberhitzer ist, eine Vorrichtung ein Aufschaltsignal erzeugt, das sich in funktioneller Beziehung zum Energiebedarf des Energieerzeugungsaggregates ändert, eine Vorrichtung auf die Temperatur des Rauchgases zwischen dem Primär- und dem SekundärÜberhitzer anspricht und eine Vorrichtung, die gemeinsam von den beiden letztgenannten Vorrichtungen betätigt wird, den Brennstoff und die Luft, die zu dem Dampferzeuger geliefert werden, verstellt, um die Rauchgastemperatur auf Sollwert zu halten·

14. Regelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer aus einer Vielzal an Meßwerten die Temperatur des Rauchgases zwischen dem Primär- und dem SekundärUberhitzer ist, eine Vorrichtung auf die Temperatur anspricht und ein Regelsignal erzeugt, das sich in Übereinstimmung mit Änderungen der Rauchgastemperatur gegenüber dem Sollwert ändert, eine Vorrichtung, die ein Aufschaltsignal erzeugt, das sich in funktioneller Beziehung zur Solleistung des Energieerzeugungsaggregats ändert, eine Vorrichtung auf das Aufschaltsignal anspricht und den Sollwert in funktioneller Beziehung zu Erhöhungen des Aufschaltsignals anhebt sowie eine Vorrichtung auf das Regelsignal anspricht und die zum Dampferzeuger gelieferten Brennstoff- und Luftmengen im erforderlichen Maße verstellt, um die Rauchgastemperatur auf Sollwert zu halten.

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