DE2939534B2

DE2939534B2 - Regeleinrichtung für Dampfturbinen mit Zwischenüberhitzung

Info

Publication number: DE2939534B2
Application number: DE2939534A
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Rolf 4330 Mülheim Reifenberg
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1981-06-25
Also published as: US4355514A; JPS5656910A; ES8105817A1; DE2939534A1; ES495394A0; IN151950B; JPS628603B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für eine mit Zwischenüberhitzung arbeitende Dampfturbine mit mindestens einem Frischdampfregelventil vor dem Hochdruck-Turbinenteil und mindestens einem Abfangregelventil vor dem auf den Zwischenüberhitzer folgenden Mitteldruck- bzw. Niederdruck-Turbinenteil, bei welcher eine Turbinenregelung mit mindestens einem Turbinenregler gleichzeitig entsprechend einer vorgegebenen Frischdampfventilkennlinie auf das Frischdampfregelventil und entsprechend einer vorge-

gebenen Abfangventilkennlinie auf das Abfangregelventil einwirkt.

Eine derartige Regeleinrichtung ist aus der Siemens-Zeitschrift, 27. Jahrgang, Juni 1953, Heft 4, Seiten 191 —203, bekannt Hierbei werden an die R\:geleinrichtung durch die Zwischenüberhitzung des aus dem Hochdruck-Turbinenteil austretenden Dampfes besondere Anforderungen gestellt Der Dampfinhalt der Zwischenüberhitzerbündel und der anschließenden Rohrleitungen ist derart groß, daß bei Lastabschaltun- w gen die Entspannung dieses Dampfes selbst bei vollständiger Absperrung der Frischdampfregelventile die Drehzahl der entlasteten Dampfturbine hochtreiben könnte. Um diese Drehzahlsteigerung bei Lastabschaltungen zu begrenzen und das Auslösen der Schnell- r. Schlußeinrichtung :oi verhindern, werden daher die Abfangregelventile nach dem Zwischenüberhitzer unmittelbar vor Wiedereintritt des Dampfes in die Turbine angeordnet Die Turbinenregelung wirkt auf die Frischdampfregelventile und die Abfangr^gelventile und soll diese so verstellen, daß sich eine bestimmte Zuordnung des Hochdruck-Dampfmassenstromes zum Mitteldruck- bzw. Niederdruck-Dampfmassenstrom ergibt und die Speicherwirkung des Zwischenüberhitzers ausgeschaltet wird. Zur Vermeidung zusätzlicher r> Drosselverluste werden die Abfangventile jedoch im oberen Lastbereich voll geöffnet Da die reglerabhängige Steuerung der Abfangregelventile somit nach einer anderen Gesetzmäßigkeit als die der Frischdampf ventile erfolgen muß, wird die Zuordnung der Ventilhübe und so der Dampfmassenströme durch eine Frischdampfventilkennlinie und eine Abfangventilkennlinie vorgegeben.

Bei den geschilderten Dampfturbinen mit Zwischenüberhitzung, vor allem bei solchen mit Drosselregelung, ergeben sich am Austritt des Hochdruck-Turbinenteils s> relativ hohe Abdampftemperaturen, wenn nach höheren Lasten plötzlich durch Lastabschaltungcn auf sehr kleine Leistungen oder Leerlauf übergegangen wird und dabei der Gegendruck des Hochdruck-Turbinenteils zumindest vorübergehend hoch bleibt. Letzteres ist bedingt durch die nach einer Lastabschaltung noch anstehende hohe Kesselleistung, die normalerweise nicht beliebig schnell reduziert werden kann.

Durch die beschriebenen höheren Abdampftemperaturen entstehen gegenüber den normalen Betriebszu- 4^r> ständen im Austrittsbereich des Hochdruck-Turbinenteils wesentlich höhere thermische Belastungen. Es ist deshalb wirtschaftlich, die thermische Belastung des Hochdruck-Turbin^nteils zu begrenzen. Hierzu wurde bisher die Zuordnung des Hochdruck-Dampf massen- so stromes zum Mitteldruck- bzw. Niederdruck-Dampfmassenstrom so berechnet, daß eine thermische Eelastung mit einer Grenztemperatur des Abdampfes von beispielsweise 500° C nicht überschritten vird. Bei manchen Dampfturbinenanlagen ist diese Grenztemperatur jedoch nur dann einzuhalten, wenn der Hochdruck-Dampfmassenstrom auf Kosten des Mitteldruckbzw. Niederdruck-Dampfmassenstromes vergrößert wird. Letzteres führt aber zu einer mangelhaften Kühlung der auf den Zwischenüberhitzer folgenden Turbinenteile und damit zu einer unter Umständen unzulässigen thermischen Belastung dieser Turbinenteile.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Regeleinrichtung für eine mit Zwischenüberhitzung arbeitende Dampfturbine der eingangs angegebenen Art so zu verbessern, daß bei ausreichender Kühlung der auf den Zwischenüberhitzer folgenden Turbinenteile die thermische Belastung im Austrittsbereich des Hochdruck-Turbinenteils begrenzt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Grenzwerterfassungseinrichtung, die bei Erreichen einer vorgegebenen thermischen Belastung des Hochdruck-Turbinenteils anspricht und durch eine von der Grenzwerterfassungseinrichtung gesteuerte Verstelleinrichtung, welche die Normalzuordnung der Frischdampfventilkennlinie zur Abfangventilkennlinie derart verstellt daß die Zuordnung des Hochdruck-Dampfmassenstromes zum Mitteldruck- bzw. Niederdruck-Dampfmassenstrom im Sinne einer Vergrößerung des Hochdruck-Dampfmassenstromes verändert wird.

Bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung bleibt also bei normalen Betriebszuständen die vorgegebene Zuordnung des Hochdruck- Dampfmassenstromes zum Mitteldruck- bzw. Niederdruck-Dampfmassenstrom erhalten. Erst, wenn beispielsweise nach plötzlichen Lastabschaltungen eine vorgegebene thermische Belastung erreicht wird, spricht die Grenzwerterfassungseinrichtung an und bewirkt für die Zeitdauer, in der die Gefahr einer unzulässigen thermischen Belastung besteht, über die Verstelleinrichtung eine Vergrößerung des Hochdruck-Dampfmassenstromes, ohne daß die Mitteidruck- bzw. Niederdruck-Kühldampfmenge zu klein wird. Die unter den genannten Voraussetzungen stärkere Durchströmung des Hochdruck-Turbinenteils führt somit zu einer wirksamen Begrenzung der thermischen Belastung im Austrittsbereich. Die Verstelleinrichtung kann hierbei die Vergrößerung des Hochdruck-Dampfmassenstromes durch eine Parallelverschiebung der Frischdampfventilkennlinie und/oder der Abfangventilkennlinie bewirken, da ja auch eine Verringerung des Mitteldruck- bzw. Niederdruck-Dampfmassenstromes über den zur Konstanthaltung der Leistung erfolgenden Eingriff der Turbinenregelung zu einer Vergrößerung des Hochdruck-Dampf massenstromes führt. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung kann also auch als eine vorübergehende Verschiebung der Leistungsanteile von Hochdruck-Turbinenteil einerseits und Mitteldruck- bzw. Niederdruck-Turbinenteil andererseits dargestellt werden.

Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung kann auch bei zwei oder mehreren parallel an einen Dampferzeuger angeschlossenen Turbosätzen eingesetzt werden. Hier besteht neben den Bedarfsfällen bei plötzlichen Lastabschaltungen auch beim Anfahren eines Turbosatzes die Notwendigkeit einer wirksamen Begrenzung der thermischen Belastung des Hochdruck-Turbinenteiles, wenn ein anderer Turbosatz bereits belastet ist und damit einen hohen Druck im gemeinsamen Gegendrucknetz erzeugt.

Die Grenzwerterfassungseinrichtung kann aus einem Temperaturmeßfühler zur Messung der Temperatur des Abdampfes im Austrittsbereich des Hochdruck-Turbinenteils und einem nachgeschalteten Grenzwertsignalgeber bestehen, wobei der Grenzwertsignalgeber bei Überschreitung einer vorgegebenen Grenztemperatur anspricht. Eine derartige Grenzwerterfassungseinrichtung ist besonders einfach aufgebaut. Andererseits müssen bei dieser Ausführungsform durch die Trägheit des Temperaturmeßfühlers bedingte Verzögerungszeiten b<_! der Temperaturerfassung in Kauf genommen werden.

Eine wesentlich schnellere Erfassung der thermischen Belastung kann dadurch erzielt werden, daß die

Grenzwerterfassungseinrichtung aus einer ersi.cn Meßeinrichtung zur Erfassung des Gegendruckes des Hochdruck-Turbinenteiles, einem der ersten Meßeinrichlung nachgeschalteten ersten Grenzwertsignalgeber, einer zweiten Meßeinrichtung zur Erfassung der Turbinenleistung oder einer der Hochdruck-Dampfmenge entsprechenden Betriebsgröße, einem der zweiten Meßeinrichtung nachgeschalteten zweiten Grenzwertsignalgeber und aus einem UND-Gatter besteht, wobei der erste Grenzwertsignalgeber bei Überschreitung eines vorgegebenen Druckgreiiizwertes und der zweite Grenzwertsignalgeber bei Unterschreitung eines vorgegebenen Leistungsgrenzweri:es oder eines vorgegebenen Wertes der gemessenen Betriebsgröße anspricht und wobei die Ausgangssignale des ersten und des zweiten GreRzvycrtsi^ornal^<'ci^w*^r^ H*** Eingangssignale des UND-Gatters bilden. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Grenzwerterfassungseinrichtung werden also solche Betriebsgrößen erfaßt, die zu einer hohen thermischen Belastung führen, wenn gleichzeitig bestimmte Grenzwerte nicht eingehalten werden. Die erste Meßeinrichtung und der erste Grenzwertsignalgeber sind hierbei vorzugsweise in Form eines Druckwächters zusammengefaßt. Zur Erhöhung der Sicherheit der Gegendruckmessung können auch zwei voneinander unabhängige Druckwächter vorgesehen sein, wobei die Ausgangssignale der Druckwächter die Eingangssignale eines ODER-Gatters bilden und wobei das Ausgangssignal des ODER-Gatters eines der Eingangssignale des UND-Gatters bildet.

Die zweite Meßeinrichtung kann ein Leistungsmeßgerät zur Erfassung der elektrischen Wirkleistung eines von der Dampfturbine angetriebenen Generators sein. Die zweite Meßeinrichtung kann aber auch eine Einrichtung zur Frischdampf-Mengenmessurtg, eine Einrichtung zur Erfassung des Radraumdruckes des Hochdruck-Turbinenteils, eine Einrichtung zur Erfassung des Druckes vor der Trommelbeschaufelung des Hochdruck-Turbinenteils oder eine Einrichtung zur Erfassung des Stufendruckes einer Stufe des Hoch-(Jruck-Turbinenteils sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist die Verstelleinrichtung so ausgebildet, daß die Normalzuordnung der Frischdampfventilkennlinie zur Abfangventilkennlinie durch eine Parallelverschiebung der Abfangventilkennlinie verstellt wird. Eine derartige Verstellung kann problemlos herbeigeführt werden, da für die Abfangregelventile nur ein Teil des von der Turbinenregelung erzeugten gesamten Reglerhubes ausgenützt wird. Demgegenüber müßten bei einer Parallelverschiebung der Frischdampfventilkennlinie die mechanischen Grenzen der Turbinenregelung berücksichtigt werden.

Wirkt bei einer Regeleinrichtung die Turbinenregelur.g über mindestens einen Folgekolben auf das Frischdampfregelventil und über mindestens einen Folgekolben auf das Abfangregelventil ein, so ist es zweckmäßig, wenn die Verstelleinrichtung die Vorspannung der Zugfeder des dem Frischdampfregelventil zugeordneten Folgekolbens vergrößert und/oder die Vorspannung der Zugfeder des dem Abfangregelventil zugeordneten Folgekolbens verringert Die gewünschte Änderung der Normalzuordnung der Ventilkennlinien kann auf diese Weise besonders einfach herbeigeführt werden. Aus den bereits genannten Gründen ist es im Hinblick auf die mechanischen Grenzen der Turbinenregelung besonders günstig, wenn die Verstelleinrichtung allein die Vorspannung der Zugfeder des dem Abfiingregelvcntil zugeordneten Folgekolbens verringert.

Zur Veränderung der Vorspannung der Zugfeder ist zweckmäßigerweise ein hydraulischer Kraftkolben vorgesehen. Die Steuerung dieses hydraulischen Kraftkolbens kann dann über ein Magnetventil vorgenommen werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Regeleinrichtung für eine Dampfturbine mit Zwischenüberhitzung in vereinfachter schematischer Darstellung, mit einem Ausführungsbeispiel der G renzwerterfassungseinrichtung,

F i g. 2 ein Diagramm mit normaler und verstellter Zuordnung von Frischdampfventilkennlinie und Abfangventilkennlinie der in Fig. 1 dargestellten Regeleinrichtung und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Verstelleinrichtung der in Fig. 1 dargestellten Regeleinrichtung in Verbindung mit einer Variante der Grenzwerterfassungseinrichtung.
Nach dem in Fig. 1 dargestellten Schema strömt der

;, Dampf von einem Dampferzeuger 1 mit dem nachgeschalteten Überhitzer 2 über ein Hochdruck-Schnellschlußventil 3 und ein Frischdampf regelventil 4 in einen Hochdruck-Turbinenteil 5. Der aus dem Hochdruck-Turbinenteil 5 austretende Dampf gelangt dann über ein Rückschlagventil 6, einen Zwischenüberhitzer 7, ein Abfang-Schnellschlußventil 8 und ein Abfangregelventil 9 in einen Mitteldruck-Turbinenteil 10. Von hier aus strömt der Dampf dann durch einen Niederdruck-Turbinenteil 11, welcher zusammen mit dem Mitteldruck-Tur-

v, binenteil 10 und dem Hochdruck-Turbinenteil 5 einen Generator 12 antreibt, in einen Kondensator 13. Der Dampf kann auch von dem Überhitzer 2 unter Umgehung des Hochdruck-Turbinenteils 5 über ein Überströmventil 14 und eine Hochdruckumleitung 15

χι direkt dem Zwischenüberhitzer 7 zugeführt werden. Außerdem ist zur Umgehung des Mitteldruck-Turbinenteils 10 und des Niederdruek-Turbinenteils 11 zwischen dem Zwischenüberhitzer 7 und dem Kondensator 13 eine Abblaseleitung 16 mit einem Abblase-Schnell-

4s schlußventil 17 und einem Abblaseregelventil 18 vorgesehen. Die beim Anfahren des Dampferzeugers 1 entstehende Mindestdampf menge wird, solange die Turbine diese Dampfmenge nicht aufnehmen kann, über die Hochdruckumleitung 15 und das Überströmventil 14 unmittelbar dem Zwischenüberhitzer zugeleitet und von hier aus über die Abblaseleitung 16, das Abblase-Schnellschlußventil 17 und das Abblaseregelventil 18 in den Kondensator 13 abgeführt

Die Drehzahl- und Leistungsregelung der Dampfturbinenanlage erfolgt über eine elektro-hydraulische Turbinenregelung 19. Diese Turbinenregelung 19 umfaßt im wesentlichen einen Leistungsregler 190 und einen Drehzahlregler 191, deren Signale auf einen Öffnungsregler 192 gegeben werden. Der jeweils führende Regler 190 bzw. 191 wirkt über den Öffnungsregler 192 und einen elektro-hydraulischen Umformer 20 gleichzeitig über eine gestrichelt dargestellte Signalleitung 21 auf das Frischdampfregelventil 4 und über eine gestrichelt dargestellte Signalleitung 22 auf das Abfangregelventil 9 ein. Die von der Turbinenregelung 19 erzeugten Signale RS werden in dem elektro-hydraulischen Umformer 20 für die Ansteuerung des Frischdampfregelventils 4 nach einer

anderen Gesetzmäßigkeit umgeformt als für die Ansteuerung des Abfangrcgclventils 9. Hierzu wird ergänzend auf das Diagramm der Γ i g. 2 verwiesen, in welchem die reglerabhängige Steuerung des Frisehdampfregclvcntils 4 durch die Frischdainpfventilkcnnlinie l'k und die reglerabhängige Steuerung des Abfangregelventils 9 durch die Abfangventilkennlinie Ak aufgezeigt ist. Hierbei ist der Ventilhub Vh des jeweiligen Ventils über einem von der Turbinenregelung 19 erzeugten Reglerhub Rh aufgetragen. In dem dargestellten Beispiel öffnet das l^:rischdampfregelventil

4 gleichmäßig über den gesamten Bereich des ausgenützten Reglerhubes Rh, während das Abfangregelventil 90 bei ca. 12% des Reglerhubes Rh zu öffnen beginnt und bei ca. 45% des Reglerhubes Rh voll geöffnet ist. Durch eine derartige Vorgabe und Zuordnung von Frischdampfventilkennlinie Fk und Abfangventilkennlinie Ak ist gewährleistet, daß einerseits beispielsweise im Falle von Lastabschaltungen die im Zwischenüberhitzer 7 eingeschlossene und vom Frischdampfregelventil 4 nicht beeinflußbare Dampfmenge durch das Abfangregelventil 9 beherrscht wird und daß andererseits im oberen Lastbereich das Abfangregelventil 9 zur Vermeidung zusätzlicher Drosselverluste voll geöffnet ist.

Wird nach höheren Lasten plötzlich auf sehr kleine Lasten oder Leerlauf übergegangen, so bleibt der Gegendruck des Hochdruck-Turbinenteils 5 durch die noch anstehende hohe Kesselleistung zumindest vorübergehend hoch und die Abdampftemperaturen im Austrittsbereich des Hochdruck-Turbinenteils 5 steigen stark an. Dies führt unter Umständen zu einer unerwünschten bzw. unzulässigen thermischen Belastung des Hochdruck-Turbinenteils 5.

Zur Begrenzung der geschilderten thermischen Belastung umfaßt die Regeleinrichtung zusätzlich eine Grenzwerterfassungseinrichtung 30 und eine Verstelleinrichtung 40. Die Grenzwerterfassungseinrichtung 30 hat die Aufgabe, die thermische Belastung im Austrittsbereich des Hochdruck-Turbinenteils 5 zu erfassen und das Erreichen einer vorgegebenen Grenzwertes der thermischen Belastung durch ein Signa! TS anzuzeigen. Der Grenzwert der thermischen Belastung kann beispielsweise so festgelegt werden, daß das Signal TS bei Hochdruck-Abdampftemperaturen von ca. 500° bereitgestellt wird. Das Signal TS wird auf die Verstelleinrichtung 40 gegeben, welche, solange das Signal TS ansteht, durch ein Verstellsignal VS die Normalzuordnung des Hochdruck- Dampfmassenstromes zum Mitteldruck-Dampfmassenstrom im Sinne einer Vergrößerung des Hochdruck-Dampfmassenstromes verändert. Im Blockschaltbild des elektro-hydraulischen Umformers 20 ist die Normalzuordnung des mit HD bezeichneten Hochdruck-Dampfmassenstromes zu dem mit MD bezeichneten Mitteldruck-Dampfmassenstrom durch eine ausgezogene Linie und die verstellte Zuordnung durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Die Verstelleinrichtung 40 bewirkt somit eine stärkere Durchströmung des Hochdruck-Turbinenteils

5 und infolgedessen eine Reduzierung der thermischen Belastung.

Da der Hochdruck-Dampfmassenstrom durch das Frischdampfregelventil 4 und der Mitteldruck-Dampfmassenstrom durch das Abfangregelventil 9 gesteuert wird, ist die Normalzuordnung der beiden Dampfmassenströme durch die vorgegebene Normalzuordnung der Frischdampfventilkennlinie Fk zur Abfangventilkennlinie Ak bestimmt. Die erwünschte Veränderung tier /.iiordiiiing der beiden Dampfmassenströme wird demzufolge durch eine Verstellung der Zuordnung der Veniilkennlinicn l'k und Ak bewirkt. Dies kann beispielsweise, wie es in F i g. 2 aufgezeigt ist, durch eine ^r, Parallelverschiebung der Abfangventilkennlinie Ak in die strichpunktiert dargestellte, verstellte Lage Akv erfolgen. Diese Kennlinienabsenkung bewirkt unmittelbar eine Verringerung des Miiteldruck-Dampfmassenstromes und mittelbar über den anschließenden Eingriff

in der Turbinenregelung 19 eine Vergrößerung des Hochdruck-Dampfmassenstromes. Der absolute Betrag um den die Abfangventilkennlinie Ak verschoben wird, spielt hierbei eine untergeordnete Rolle, solange durch die erzielte Vergrößerung des Hochdruck-Dampfmas-

H senstromes die thermische Belastung des Hochdruck-Turbinenteils 5 in den gewünschten Grenzen gehalten wird. Im dargestellten Fall wird die Abfangventilkennlinie Ak um einen Betrag, welcher 13% des Reglerhubes /?Λ entspricht, in die Lage A k ν verschoben.

In Fig. 1 ist auch ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Grenzwerterfassungseinrichtung 30 angegeben. Zur Ermittlung der thermischen Belastung des Hochdruck-Turbinenteils 5 sind im einzelnen eine Druckmeßeinrichtung 300 mit nachgeschaltetem Grenzwertsignalgeber 301, ein Leistungsmeßgerät 302 mit nachgeschaltetem Grenzwertsignalgeber 303 und ein UND-Gatter 304 vorgesehen. Die Druckmeßeinrichlung 300 mißt den Gegendruck des Hochdruck-Turbinenteils 5 und gibt ein dem gemessenen Druck

in entsprechendes Signal auf den Grenzwertsignalgeber 301. Der Ansprechwert des Grenzwertsignalgebers 301 ist so eingestellt, daß bei sehr kleinen Leistungen, beispielsweise bei Leistungen unterhalb 10% der Nennleistung, ein Signal auf den anderen Eingang des

j5 UND-Gatters gegeben wird. Erst wenn beide Signale gleichzeitig an den Eingängen des UND-Gatters 304 anstehen, d. h, wenn der Gegendruck im Verhältnis zur gefahrenen Kleinstlast zu groß ist und durch das unzureichende Gefälle im Hochdruckturbinenteil 5 die

4n Gefahr einer zu hohen thermischen Belastung besteht, steht am Ausgang des UN D-Gatters das Signal 7"San.

Alternativ zur Leistungsmessung durch das Leistungsmeßgerät 302 können auch der Hochdruck-Dampfmenge entsprechende Betriebsgrößen ermittelt werden. Einige dieser Alternativen sind in Fi g. 1 durch eine Einrichtung 24 zur Frischdampf-Mengenmessung, eine Einrichtung 25 zur Erfassung des Radraumdruckes des Hochdruck-Turbinenteils 5 und eine Einrichtung 26 zur Erfassung des Stufendruckes einer Stufe des Hochdruck-Turbinenteils 5 angedeutet.

In F i g. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Verstelleinrichtung 40 und eine Variante der Grenzwerterfassungseinrichtung 30 dargestellt. Bei dieser Variante der Grenzwerterfassungseinrichtung 30 sind an die nicht näher bezeichnete Hochdnick-Abdampfleitung 2 Druckwächter 305 und 306 angeschlossen, deren Ausgangssignale auf die beiden Eingänge eines ODER-Gatters 307 gegeben werden. Hierdurch ist gewährleistet, daß auch bei Versagen eines der beiden

μ Druckwächter 305 bzw. 306 ein Signal vom Ausgang des ODER-Gatters 307 an den zugeordneten Eingang des UND-Gatters 304 weitergeleitet wird, sofern ein hoher Gegendruck ansteht.

Zum besseren Verständnis der Funktion der Verstelleinrichtung 40 wird zunächst auf die als Blockschaltbild dargestellte Turbinenregelung 19 verwiesen, welche einen durch den mit Rh bezeichneten Pfeil angedeuteten Reglerhub erzeugt. Dieser Reglerhub Rh wird unter

Verwendung sogenannter I olgekolben in Oldriickündcrungen umgeformt, und /war durch einen Folgekolben Hl)-I' in einen Sckundüröldruck />, ι und durch einen Folgekolben Ml)-Fm einen Sekiindüröldruck /;_s .>. l'lher den Sekundüröldruck />, ι wird die .Servoeinrichtung des ■-. Frisehdampfregelventils 4 liikI über den Sekundüröldruck pi 2 die Servoeinrichtung des Abfangregclvemils 9 gesteuert. Für die Steuerung des Abblaseregelventils 18 (F ig. I) kann ein weiterer, in der Zeichnung nicht dargestellter Folgekolben vorgesehen sein. Der Sekuiidäröldruck p_s ι koninit dadurch zustande, daß von einer mit dem SchnellschluBölkreislauf verbundenen Leitung 201 über eine Drossel 202 der zum Frischdampfregelventil 4 führenden Signalleitung 21 Drucköl zugeführt wird, wobei der über ein Leitungsteil 203 an die is Signalleitung 21 angeschlossene Folgekolben HD-F einen Ablaufquerschnitt für dieses Drucköl freimacht. Dieser Ablaufquerschnitt führt in Abhängigkeit vom Reglerhub Rh ein Gleichgewicht zwischen der Spannung der Zugfeder F1 des Folgekolbens //D-Fund dem _>o Sekundäröldruck p_t ι herbei. In gleicher Weise kommt der Sekundäröldruck p_t > dadurch zustande, daß von der Leitung 201 über eine Drossel 204 der zum Abfangregelventil 9 führenden Signalleitung 22 Drucköl zugeführt wird, wobei der über ein Leitungsteil 205 ar; die ?^r> Signalleitung 22 angeschlossene Folgekolben MD-F einen Ablaufquerschnitt für dieses Drucköl freimacht. Dieser Ablaufquerschnitt führt in Abhängigkeit vom Reglerhub Rh ein Gleichgewicht zwischen der Spannung der Zugfeder F2 des Folgekolbens MD-Fund dem m Sekundäröldruck p, > herbei.

Aus der geschilderten Funktionsweise der Folgekolben HD-Fund MD-Fgchi hervor, daß der Verlauf der Frischdampfventilkennlinie Fk und der Abfangventilkennlinie Ak(F i g. 2) durch die Federkennwerte und die r> gewählte Vorspannung der Zugfeder Fl bzw. der Zugfeder F2 bestimmt wird. Die Einstellung der Vorspannung der Zugfeder Fl kann beim Folgekolben HD-Fdurch eine Stellschraube 206 zur Feineinstellung der Regelung variiert werden. Beim Folgekolben MD-F ao ist anstelle einer Stellschraube ein verschiebbarer Stellbolzen 207 vorgesehen, welcher eine Änderung der Vorspannung der Zugfeder F2 und damit eine Parallelverschiebung der Abfangventilkennlinie Ak (Fig. 2) durch die Verstelleinrichtung 40 ermöglicht, ή Zur Feineinstellung ist hier ebenfalls eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte justiereinrichtung vorgesehen, beispielsweise eine auf den Stellbol/.cn 207 aufgeschraubte Gew'ndehülse. Zur Änderung der Federvorspannung besitzt die Verstelleinrichtung 40 einen hydraulischen Kraftkolben 401, dessen Kolbenstange 402 über ein Gestänge 403 mit dem Stellbol/eii 207 des Folgekolbens MD-F verbunden ist. Die Steuerung des hydraulischen Kraftkolbens 401 erfolgt über ein Magnetventil 404 und ein Relais 405. In der Normalstellung wird durch einen Pfeil 406 angedeutetes Drucköl durch das Magnetventil 404 hindurch, wie es durch den Pfeil 407 angedeutet ist, unter die Kolbenflüche des Kraflkolbens 401 geleitet, so dall die Kolbenstange 402 eine obere Lage einnimmt. Dementsprechend nimmt auch der Stellbolzen 207 lies Folgekolbcns MD-Fcmc obere Lage ein, welche einer normalen Vorspannung der Zugfeder F2 und dem Verlauf der Abfangventilkennlinie Ak in I·'i g. 2 entspricht. Wird nun von der Grenzwcrterfassungseinrichtung 30 ein Signal TSauf das Relais 405 gegeben, so wird der durch den Pfeil 408 angedeutete Ablauf lies Magnetventils 404 für das Drucköl 406 geöffnet und der hydraulische Kraftkolben 401 entlastet. Hiermit wird durch die Kraft einer nicht näher bezeichneten Feder des hydraulischen Kraftkolbens 401 die Kolbenstange 402 in die in der Zeichnung dargestellte untere Lage gebracht. Dementsprechend nimmt auch der Stellbolzen 207 des Folgekolbens MD-F die in der Zeichnung dargestellte untere Lage ein, welche einer verringerten Vorspannung der Zugfeder F2 und dem Vcrlaul der verstellten Abfangventilkennlinie Akv in Fig. 2 entspricht.

Die geschilderte Verstelleinrichtung verändert die Zuordnung des Hochdruck-Dampfmassenstromes zum Mittcldruck-Danipfmassenstrom nur dann, wenn durch die Grenzwerterfassungseinrichtung die Gefahr einer zu hohen thermischen Belastung gemeldet wird. Dies ist dann der Fall, wenn nach einer plötzlichen Lastabschaltung auch die Frischdampfregelventile und Abfangregelventile geschlossen werden. Zeitlich gesehen, greift die Verstelleinrichtung in der Regel also zwischen einer Lastabschaltung und dem Wiederöffnen der Ventile zum Einschwingen auf Restleistung bzw. Leerlauf ein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für eine mit Zwischenüberhitzung arbeitende Dampfturbine mit mindestens einem Frischdampfregelventil vor dem Hochdruck-Turbinenteil und mindestens einem Abfangregelventil vor dem auf den Zwischenüberhitzer folgenden Mitteldruck- bzw. Niederdruck-Turbinenteil, bei welcher eine Turbinenregelung mit mindestens einem Turbinenregler gleichzeitig entsprechend einer vorgegebenen Frischdampfventilkennlinie auf das Frischdampfregelventil und entsprechend einer vorgegebenen Abfangventilkennlinie auf das Abfangregelventil einwirkt, gekennzeichnet durch eine Grenzwerterfassungseinrichtung (30), die bei Erreichen einer vorgegebenen thermischen Belastung des Hochdruck-Turbinenteils (5) anspricht und durch eine von der Grenzwerterfassungseir.richtung (30) gesteuerte Verstelleinrichtung (40), welche die Normalzuordnung der Frischdampfventilkennlinie (Fk) zur Abfangventilkennlinie (Ak) derart verstellt, daß die Zuordnung des Hochdruck-Dampfmassenstromes zum Mitteldruck- bzw. Niederdruck-Dampfmassenstrom im Sinne einer Vergrößerung des Hochdruck-Dampfmassenstromes verändert wird.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzwerterfassungseinrichtung (30) aus einem Temperaturmeßfühler zur Messung der Temperatur des Abdampfes im Austrittsbereich des Hochdruck-Turbinenteils (5) und einem nachgeschalteten Grenzwertsignalgeber besteht, wobei der Grenzwertsignalgeber bei Überschreitung einer vorgegebenen Grenztemperatur anspricht.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzwerterfassungseinrichtung (30) aus einer ersten Meßeinrichtung (300) zur Erfassung des Gegendruckes des Hochdruck-Turbinenteils (5), einem der ersten Meßeinrichtung nachgeschalteten ersten Grenzwertsignalgeber (301), einer zweiten Meßeinrichtung zur Erfassung der Turbinenleistung oder einer der Hochdruck-Dampfmenge entsprechenden Betriebsgröße, einem der zweiten Meßeinrichtung nachgeschalteten Grenzwertsignalgeber (303) und aus einem UND-Gatter (304) besteht, wobei der erste Grenzwertsignalgeber (301) bei Überschreitung eines vorgegebenen Druckgrenzwertes und der zweite Grenzwertsignalgeber (303) bei Unterschreitung eines vorgegebenen Leistungsgrenzwertes oder eines vorgegebenen Wertes der gemessenen Betriebsgröße anspricht und wobei die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Grenzwertsignalgebers (301 und 303) die Eingangssignale des UND-Gatters (304) bilden.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßeinrichtung (300) und der erste Grenzwertsignalgeber (301) in Form eines Druckwächters (305, 306) zusammengefaßt sind.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei voneinander unabhängige Druckwächter (305, 306) vorgesehen sind, wobei die Ausgangssignale der Druckwächter (305, 306) die Eingangssignale eines ODER-Gatters (307) bilden und wobei das Ausgangssignal des ODER-Gatters (307) eines der Eingangssignale des UND-Gatters

(304) bilden.

6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung ein Leistungsmeßgerät (302) zur Erfassung der elektrischen Wirkleistung eines von der Dampfturbine angetriebenen Generators (12) ist.

7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung eine Einrichtung (24) zur Frisch-

Ki dampf-Mengenmessung ist.

8. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die zweite Meßeinrichtung eine Einrichtung (25) zur Erfassung des Radraumdruckes des Hochdruck-Turbinenteils

ii (5) ist.

9. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung eine Einrichtung zur Erfassung des Druckes vor der Trommelbeschaufelung des Hoch-

2υ druck-Turbinenteils (5) ist.

10. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung eine Einrichtung (26) zur Erfassung des Stufendruckes einer Stufe des Hochdruck-Turbi-

2» nenteils (5) ist.

11. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (40) die Normalzuordnung der Frischdanipfventilkennlinie (Fk) zur Abfangventil-

jo kennlinie (Ak) durch eine Parallelverschiebung der Abfangventilkennlinie (Ak) verstellt.

12. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher die Turbinenregelung über mindestens einen Folgekolben auf das Frischdampf-

r> regelventil und über mindestens einen Folgekolben auf das Abfangregelventil einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (40) die Vorspannung der Zugfeder (Fi) des dem Frischdampfregelventil (4) zugeordneten Folgekolbens

4» (HD-F) vergrößert und/oder die Vorspannung der Zugfeder (F2) des dem Abfangregelventil (9) zugeordneten Folgekolbens (MD-F) verringert.

13. Regeleinrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung

<r> (40) allein die Vorspannung der Zugfeder (F2) des dem Abfangregelventil (9) zugeordneten Folgenkolbens (MD- F) verringert.

14. Regeleinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Vorspannung der Zugfeder (F2) ein hydraulischer Kraftkolben (401) vorgesehen ist.

15. Regeleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Kraftkolben (401) über ein Magnetventil (404) gesteuert ist.