DE3153303C2

DE3153303C2 - Verfahren und Einrichtung zum Begrenzen der bei Belastungsänderungen auftetenden thermischen Beanspruchung einer Dampfturbine

Info

Publication number: DE3153303C2
Application number: DE3153303A
Authority: DE
Inventors: Bernd Artur Karl Westphal; Jun James Howard Moore; Richard George Livingston
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1981-04-24
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2001-04-25
Also published as: JPS57310A; CA1164072A; MX153104A; GB2074757A; GB2074757B; ES501727A0; DE3116340C3; IT8121398A0; DE3116340A1; ES8300375A1; FR2481741A1; FR2481741B1; JPS6342086B2; DE3116340C2; US4320625A; CH658494A5; IT1137065B

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen, die aus US 35 61 216 bekannt sind.

Zum Erhöhen der Zuverlässigkeit und zum Verlängern der Lebensdauer einer großen Dampfturbine ist es unerläßlich, übermäßige Wärmebeanspruchungen während sämtlicher Betriebsphasen der Turbine zu vermeiden; insbesondere beim Belasten und Entlasten der Turbine in bezug auf einen Belastungssollwert. Beim Hochlauf der Turbine ergeben sich Wärmebeanspruchungen aus dem Unterschied zwischen der Temperatur des eingeleiteten Dampfes und der Turbinenmetalltemperatur. Die Größe des Unterschiedes und die Gefahr einer übermäßigen Beanspruchung hängen von der gerade zurückliegenden Betriebsvorgeschichte und von dem Punkt ab, an welchem der Hochlauf begann, d. h. ob die Turbine aus einem warmen oder aus einem kalten Zustand hochläuft. Nachdem die Turbine hochgelaufen ist und Leistung erzeugt, ist jedoch der Dampfdurchfluß stark genug, so daß die Oberflächenmetalltemperatur der Dampftemperatur eng folgt und dann eine Überbeanspruchung durch schnelle, unkontrollierte Änderungen in der Belastung verursacht werden kann.

Die Kontrolle der Wärmebeanspruchung basiert hauptsächlich auf einer analytischen und statischen Korrelation zwischen Beanspruchungswerten und der erwarteten Läuferlebensdauer. In der Vergangenheit sind Karten, Grafiken und andere Steuermethoden ersonnen worden, um die Bedienungsperson während der Beschleunigungsphase des Hochlaufes anzuleiten und zeitliche Änderungen der Metalltemperatur während der Belastungsprozedur zu bestimmen und zu steuern. Es sind außerdem verschiedene Techniken angewandt worden, um den Belastungsprozeß zu beschleunigen, einschließlich Perioden des Durchwärmens an einer "Läuferdrehvorrichtung", um die anfänglichen Temperaturdifferenzen zu verringern. Darüber hinaus wird ein Anfangsbetrieb in der weniger effizienten "Vollbogen"-Dampfbeaufschlagungsbetriebsart benutzt, um ein gleichmäßiges Aufwärmen der HD-Turbineneinlaßteile zu erzielen.

Es gab eine Anzahl von Vorschlägen im veröffentlichten Stand der Technik über Verfahren zum Anfahren und Regeln von Dampfturbinen, durch die die Hochlaufzeit minimiert werden kann, ohne daß es zu einer Beschädigung der Turbine kommt. Diese Verfahren basieren jedoch üblicherweise auf idealen Kesselbedingungen, die in der Praxis selten vorliegen. Da Turbinenhochläufe mehrere Stunden in Anspruch nehmen können, sind Systeme, die die Hochlauf- sowie die Belastungs- und Entlastungszeiten verringern und gleichzeitig Schwankungen in der Dampftemperatur und im -druck zulassen, von großem Wert.

Ausgeklügelte Lösungen zur Hochlauf- und Belastungsregelung mittels ständiger Berechnung der Läuferoberflächen- und Bohrungsspannungen aus Drehzahl- und Temperaturmessungen und anschließender Belastung bis zu einer maximal zulässigen Beanspruchung sind in den US-PSen 3 446 224 und 3 561 216 beschrieben, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten Bezug genommen wird. Diese Patentschriften beschreiben zwar Verfahren und Anordnungen zum Erzielen eines schnellen Hochlaufes und einer schnellen Belastung, schnellere Ergebnisse sind jedoch erwünscht und können durch eine bessere Wärmebeanspruchungsverteilung unter verschiedenen Teilen der verschiedenen Turbinenabschnitte relativ zu ihren durch den Entwurf gegebenen Möglichkeiten erwartet werden.

Aus der eingangs bereits erwähnten US 3 561 216 ist ein Verfahren zum Begrenzen der bei Belastungsänderungen auftretenden thermischen Beanspruchung von Bauteilen einer Dampfturbine bekannt, die einen Hochdruckteil mit Düsenbögen und Hochdruckturbinenläufer, ferner einen Zwischenüberhitzungs- Mitteldruckteil mit einem Mitteldruckturbinenläufer und Ventile zur Steuerung der Dampfzufuhr zu den Düsenbögen des Hochdruckteiles enthält, bei welchem die thermische Beanspruchung an mehreren Stellen der Turbine ermittelt wird und die maximal zulässige Belastungsänderungsgeschwindigkeit für jede der erwähnten Stellen in Abhängigkeit von der zugehörigen thermischen Beanspruchung ermittelt wird.

Die DE-AS 16 98 476 hat ein Verfahren und eine Einrichtung zur Überwachung der Zustandsänderungen von Wärmekraftmaschinen zum Gegenstand, sie lehrt jedoch nicht, die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der sich die thermische Beanspruchung an den jeweiligen Stellen der Turbine, an denen die thermische Beanspruchung ermittelt wird, ändert. Offenbart ist lediglich, daß die Größe der Wärmespannungen unter anderem mit der Änderungsgeschwindigkeit der jeweiligen Vorgänge steigt.

In Verbindung mit der Beschreibung eines Regelsystems für Dampfturbinen wird in der DE-OS 19 19 122 zwar erwähnt (insbesondere Seite 30, letzter Abschnitt), daß die maximale thermische Oberflächenspannung eines Turbogenerators sowohl von der Größe als auch von der Geschwindigkeit der Änderung der Dampftemperatur abhängt. Eine Bestimmung der Geschwindigkeit, mit der sich die Temperatur von der Turbine zugeführtem Dampf ändert und die Ermittlung maximal zulässiger Belastungsänderungsgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Dampftemperaturänderungsgeschwindigkeit wird in dieser Druckschrift jedoch nicht offenbart.

Die DE-Z: Nagel, H. Turbinen-Schnellstart bei täglichem Anfahren, Elektrizitätswirtschaft Heft 22, November 1957, S. 824-828 zeigt lediglich auf, daß der Temperaturgradient in einem Bauteil ein Maß für Wärmespannungen sei, siehe Seite 328, linke Spalte.

In der DE-Z: Handschuh, H. u.a.: Führung großer Blockkraftwerke, Regelungstechnische Praxis und Prozeß-Rechentechnik, 1973, H. 3, S. 53-59 wird erwähnt, daß sich die Temperatur des der Turbine zugeführten Dampfes ändert. Die Geschwindigkeitsänderung der thermischen Beanspruchung an Bauteilen der Turbine ist jedoch nicht angesprochen.

Der DE-Z.: Edelmann, J. u. a.: Regeleigenschaften konventioneller Kraftwerksblöcke (II), etz-a, Bd. 99, H. 8, 1978, S. 484-486 ist zwar zu entnehmen, daß die Turbinenwelle durch die Änderungsgeschwindigkeit, den Transienten der Dampftemperatur, beansprucht wird. Die Änderungsgeschwindigkeit der Dampftemperatur wird jedoch nicht bestimmt und zur Ermittlung der maximal zulässigen Belastungänderungsgeschwindigkeit von Bauteilen der Dampfturbine verwendet.

In den DE-Mitt.: VGB Technische Vereinigung der Großkraftwerkbetreiber e. V.: Das thermische Verhalten von Dampfturbinen, November 1977, S. 97 wird lediglich von dem Transienten der Temperaturdifferenzen zwischen der absoluten Dampftemperatur und den Bauteiletemperaturen, der bezüglich der zulässigen Werkstoffbeanspruchung überwacht werden muß, gesprochen, nicht jedoch von der Geschwindigkeitsänderung der thermischen Beanspruchung und der Dampftemperatur.

Der vorliegenden Erfindung liegt, ausgehend von dem oben als erstes genannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Begrenzen der bei Belastungsänderungen auftretenden thermischen Beanspruchung von Bauteilen einer Dampfturbine anzugeben, die maximale Laständerungsgeschwindigkeiten ohne unzulässige Beanspruchung der Turbine ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Regeleinrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 6 aufgeführten Merkmalen sowie den kennzeichnenden Merkmalen dieses Anspruchs. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Einrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 7 bis 10.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild einer Regelanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2A-2C die Beziehung zwischen der Belastungsgeschwindigkeit, der Beanspruchung bzw. der Belastung für eine gemäß der Beziehung von Fig. 2A und gemäß der Erfindung geregelte Dampfturbine,

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die Belastungs- und Dampfbeaufschlagungsbetriebsart-Regelverfahrensschritte für die Implementierung der Erfindung mit einem Computer zeigt, und

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das die Belastungsgeschwindigkeitsberechnungsschritte für die Implementierung dieses Aspekts der Erfindung mit einem Computer zeigt.

Das Schaltbild von Fig. 1 ist ein Funktionsblockschaltbild, das Teile einer mit Zwischenüberhitzung arbeitenden Dampfturbine, ihr normales Drehzahl- und Lastregelsystem und eine automatische beanspruchungsgeregelte Belastungsanordnung nach der Erfindung zeigt. Das Regelsystem eines großen Dampfturbogenerators ist sehr komplex und es sind deshalb nur die für die Erfindung wichtigen Teile dargestellt.

Die gezeigte Turbine enthält einen HD-Abschnitt 10, einen Zwischenüberhitzungsabschnitt 12 und einen doppelflutigen ND-Abschnitt 14, alle in Tandemanordnung, zum Antreiben eines elektrischen Generators 16, der eine Last mit elektrischem Strom versorgt. Die Anzahl und die Anordnung der ND-Turbinen sind für das Verständnis der Erfindung unwichtig. Der Dampf strömt von einem Kessel 18 über ein Haupt- Schnellschlußventil 20 und dann über Regelventile 22, 24, 26 und 28. Jedes Regelventil ist mit einem anderen Düsenbogen der ersten Stufe des HD-Abschnittes 10 verbunden. Dampf aus dem HD-Abschnitt 10 wird in einem Zwischenüberhitzer 30 zwischenüberhitzt, strömt über ein Abfangsventil 32 zu dem Zwischenüberhitzungsabschnitt 12 und dann über eine Verbindungsleitung 34 zu dem ND-Abschnitt 14.

Die Dampfbeaufschlagung wird durch eine insgesamt mit 36 bezeichnete Regelventilservoeinrichtung gesteuert, die mit den betreffenden Ventilen in Wirkverbindung steht, was durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die Servoeinrichtung kann eine elektrohydraulische Einrichtung sein, die HD-Hydraulikkolben auf elektrische Signale hin antreibt, was bekannt ist.

Die Servoeinrichtung 36 steht unter der Steuerung einer Lastregeleinheit 38, die ein geeignetes Ventilpositioniersignal liefert, das einer Solldampfdurchflußgeschwindigkeit entspricht. Der übrige Teil der Hauptregelschleife enthält eine Drehzahlregeleinheit 40, die ein Drehzahlsignal aus einem Wellendrehzahlgeber 42 empfängt. Ein geeignetes Regelsystem für die Drehzahl- und Lastregelung ist in der US-PS 3 097 488 beschrieben, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird.

Die Regelventile 22-28 können bekanntlich verstellt werden, um entweder Dampf gleichmäßig durch sämtliche Düsenbögen im "Vollbogen"-Betrieb einzulassen, oder die Regelventile 22-28 können der Reihe nach verstellt werden, um den Dampf im thermodynamisch effizienteren "Teilbogen"-Betrieb einzulassen. Eine Einrichtung zum Umschalten zwischen dem Vollbogen- und dem Teilbogenbetrieb sowie zum Anzeigen der eingestellten Betriebsart ist schematisch als eine Umschaltvorrichtung 44 dargestellt. Eine Methode und eine Anordnung, die in dieser Hinsicht benutzt werden können, sind in der US-PS 41 77 387 beschrieben, auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird. Eine weitere Art von Umschaltvorrichtung ist in der US-PS 3 403 892 beschrieben, auf die bezüglich Einzelheiten verwiesen wird.

Innerhalb der gestrichelten Linien von Fig. 1 sind automatische Betriebsartwähleinrichtungen und Belastungsgeschwindigkeitsregeleinrichtungen gezeigt, die in Wechselwirkung mit der Lastregeleinheit 38 und der Betriebsartumschaltvorrichtung 44 arbeiten. Die automatischen Betriebs artwähl- und Belastungsgeschwindigkeitsregeleinrichtungen von Fig. 1 können mit bekannten, herkömmlichen Bauelementen implementiert werden. Signale, die durch diese Einrichtungen verarbeitet werden, können entweder analoge oder digitale Signale sein oder aus einer Kombination von analogen und digitalen Signalen bestehen. Weiter können, wie im folgenden noch näher beschrieben, die automatische Betriebsartauswahl und die Belastungsgeschwindigkeitsregelung nach der Erfindung mit einem Computer mit gespeicherten Programm ausgeführt werden.

Vorzugsweise umfassen die Eingangssignale des Belastungs/ Betriebsart-Controllerteils des innerhalb der gestrichelten Linien von Fig. 1 gezeigten Systems die Metalltemperatur T_HD der ersten Stufe, die durch ein Thermoelement 46 abgefühlt wird, die Metalltemperatur T_ZD des Zwischenüberhitzungsabschnittes, die durch ein Thermoelement 48 abgefühlt wird, die Frischdampftemperatur T_MS, die durch ein Thermoelement 50 abgefühlt wird, und die Zwischenüberhitzungsdampftemperatur T_RH, die durch ein Thermoelement 52 abgefühlt wird.

Ein Beanspruchungsrechner 54 benutzt die Temperatureingangssignale, um die Beanspruchung der Oberfläche und der Bohrung des Läufers des HD-Abschnittes und der Oberfläche und der Bohrung des Läufers des Zwischenüberhitzungsabschnittes zu berechnen. Wenn angenommen wird, daß die Turbine mit Nenndrehzahl arbeitet, brauchen nur die Wärmebeanspruchungen berücksichtigt zu werden, und die Läuferdrehzahl ist kein notwendiges Eingangssignal des Beanspruchungsrechners 54. Für die Berechnung dieser Läuferbeanspruchungen sind die Anordnung, die Schaltung und die Methode, die bei der Erfindung anwendbar sind, in der oben erwähnten US-PS 3 446 224 ausführlich beschrieben.

Die zeitliche Änderung der Dampftemperatur wird für die Frischdampftemperatur T_MS und für die Zwischenüberhitzungsdampftemperatur T_RH durch eine Differenziereinrichtung 56 bzw. 58 ermittelt. Außerdem wird die zeitliche Änderung der Turbinenbeanspruchung durch eine Differenziereinrichtung 60 ermittelt. Die Ausgangssignale des Beanspruchungsrechners 54, der Dampftemperatur-Differenziereinrichtungen 56 und 58 und der Beanspruchungs-Differenziereinrichtung 60 werden an einen Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 angelegt. Der Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 empfängt daher Signale, die die Beanspruchung von vier vorgegebenen Bestandteilen der Turbine darstellen, Signale, die die zeitliche Änderung der Beanspruchung dieser Bestandteile darstellen, und Signale, die die zeitliche Änderung der Temperatur des der Turbine zugeführten Dampfes darstellen. Diese Bestandteile sind bei einer bevorzugten Ausführungsform die Oberfläche und die Bohrung des HD-Läufers sowie die Oberfläche und die Bohrung des MD-Läufers. Aus diesen Eingangssignalen ermittelt der Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 eine zulässige Belastungsgeschwindigkeit für jeden vorgewählten Turbinenbestandteil. Für diese Berechnung werden die Beanspruchungswerte, die zeitlichen Änderungen der Beanspruchung und die zeitlichen Änderungen der Dampftemperatur entsprechend angepaßt. Beispielsweise basiert die berechnete Belastungsgeschwindigkeit für die Oberfläche des HD-Läufers auf der Beanspruchung der Oberfläche des HD-Läufers, auf deren zeitlicher Änderung und auf der zeitlichen Änderung der Hauptdampftemperatur. Die zeitlichen Änderungen bilden ein Element der Vorhersagbarkeit für die Berechnung. Differenziereinrichtungen zum Bilden dieser Geschwindigkeiten sind auf dem Gebiet der Elektronik und der Signalverarbeitung bekannt, und sie können beispielsweise unter Verwendung von Operationsverstärkern und RC-Gliedern elektronisch aufgebaut sein.

Jede Belastungsgeschwindigkeitsberechnung erfolgt durch den Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 gemäß der folgenden Beziehung:

R = (R₁ + R₃) R₂

wobei

R₁ = K₁ (K₂-S)

und
K₁, K₂, K₃ und K₄ Konstanten sind, deren Werte von der besonderen Turbine, die geregelt wird, und von deren Betriebsparametern abhängig sind, S die Beanspruchung ist, die für den entsprechenden Turbinenbestandteil bestimmt wird, und T die entsprechende Dampftemperatur ist.

Zum Erzeugen von vier Geschwindigkeiten gemäß dieser Beziehung kann der Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 aus bekannten Addier-, Subtrahier- und Multiplizierschaltungen aufgebaut sein. Die vier Belastungsgeschwindigkeiten, die so berechnet werden, werden einem Niedrigstwertgatter 64 zugeführt, welches die niedrigste der Belastungsgeschwindigkeiten auswählt und diese der Belastungsregeleinheit 38 zuführt, um die Belastungs- oder Entlastungsgeschwindigkeit der Turbine entsprechend einzustellen.

In bekannten Belastungsgeschwindigkeitscontrollern, wie beispielsweise dem aus der oben erwähnten US-PS 3 561 216 bekannten, wird die Belastungsgeschwindigkeit als eine Funktion der Läuferbeanspruchung ermittelt, wie es hier in Fig. 2A gezeigt ist. Die gezeigte Beziehung ergibt eine Proportionalregelung oberhalb eines gewissen Beanspruchungswertes S_L und in dem Beanspruchungsbereich zwischen s_L und S_H. Wieder bei niedriger Schleifenverstärkung (d. h. wenn die zeitliche Änderung von R über S relativ niedrig ist) ist die Beanspruchung im Beharrungszustand während des Belastens deutlich unter S_H. Unter Bedingungen steigender Kesseldampftemperatur und bei halber Last oder weniger kann sich jedoch ein Grenzzyklus ausbilden, in welchem die Beanspruchung sich um S_H bewegt und sich die Belastungs geschwindigkeit zwischen null und dem durch eine Bedienungsperson eingestellten Maximalwert R_MAX bewegt.

Diese Effekte sind in den Fig. 2B bzw. 2C gezeigt, in welchen die Beanspruchung und die mit der Regeleinrichtung nach der Erfindung erzielte Belastungsgeschwindigkeit mit den Ergebnissen verglichen werden, die mit bekannten Belastungsgeschwindigkeitscontrollern erreicht werden. Bei der vorliegenden Regeleinrichtung geht die Belastungsgeschwindigkeit glatt bis zu einer Sollbelastung bei einem zulässigen Beanspruchungswert ohne Schwingungsauswanderungen auf übermäßige Werte. In den Fig. 2B und 2C sind die mit bekannten Controllern erreichten Ergebnisse mit gestrichelten Linien gezeigt, während die mit Regeleinrichtungen nach der Erfindung erzielten Ergebnisse mit ausgezogenen Linien gezeigt sind.

Eine Analyse der oben angegebenen Beziehung und der drei definierten Faktoren R₁, R₂ und R₃ zeigt, daß R₁ eine lineare Funktion der Beanspruchung ist, die fällt, wenn die Beanspruchung steigt. Die Konstanten K₁ und K₂ werden so gewählt, daß sich relativ hohe Wert von R₁ bei niedrigen Beanspruchungswerten ergeben, damit eine relativ niedrige Verstärkung vorhanden ist, d. h. R₁ nimmt mit zunehmender Beanspruchung relativ langsam ab. Die Faktoren R₂ und R₃ werden so gewählt, daß sie eine geringe Auswirkung auf die berechnete Geschwindigkeit R bei niedrigen Beanspruchungswerten haben, daß sie aber bei steigender Beanspruchung schnell wirksam werden. Das ist der Grund für die Quadrierung des Wertes der Beanspruchung in jedem Faktor. Die Faktoren R₂ und R₃ enthalten die Geschwindigkeitsableitungen bzw., um Elemente der Vorhersagbarkeit für die berechnete Belastungsgeschwindigkeit zu bilden. Die konstanten Werte K₁, K₂, K₃ und K₄ sind Funktionen der besonderen Turbinengeometrie und des besonderen Turbinenentwurfes, aber beispielsweise sind mit K₁=8,3, K₂=0,9, K₃=0,1 und K₄=60 der Aufgabe der Erfindung gerecht werdende Belastungsgeschwindigkeiten verwirklicht worden. Selbstverständlich können die Konstanten K₁, K₂, K₃ und K₄ in dem Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 voreinstellbar sein.

Es wird vereinbart, daß Beanspruchungen, die sich aus einer zunehmenden Temperatur ergeben, als positive Größen berechnet werden, und daß Beanspruchungen auf Grund einer abnehmenden Temperatur als negative Größen berechnet werden. Die Vereinbarung gilt auch bei der Bestimmung der zeitlichen Änderung der Beanspruchung und der zeitlichen Änderung der Dampftemperatur. Diese Polaritäten werden beim Bestimmen entweder einer positiven oder einer negativen Belastungsgeschwindigkeit in dem Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 richtig berücksichtigt, um in der geeigneten Weise entweder eine Belastung oder eine Entlastung der Turbine zu bewirken.

Vorstehend ist ein Verfahren zum Regeln einer Belastungsänderungsgeschwindigkeit für eine Dampfturbine beschrieben worden, das von sich aus Belastungs- und Entlastungsgeschwindigkeiten liefert, durch die die Turbine eine Sollbelastung erreichen kann, ohne daß schädlich Beanspruchungen von Bestandteilen der Turbine auftreten. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch außerdem Einrichtungen vorgesehen, durch die die Belastungs- oder Entlastungsgeschwindigkeit, die tatsächlich auf die Turbine ausgeübt wird, eine optimale Geschwindigkeit ist; d. h. es ist die maximale oder schnellste zulässige Geschwindigkeit ohne Erzeugung übermäßiger Beanspruchung. Das wird erreicht, indem die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart gleichzeitig mit der Regelung der Belastungsänderungsgeschwindigkeit geregelt wird. Die gesamte koordinierte Regelung basiert auf folgenden Vorgängen und Verhaltensweisen.

1. Gemäß weiter oben beschriebenen Merkmalen der Erfindung wird die Belastungsgeschwindigkeit durch die positivste der HD- und MD-Läuferbeanspruchungen bestimmt, die einer durch eine Bedienungsperson eingestellten maximalen Geschwindigkeit unterliegt. Umgekehrt wird die Entlastungsgeschwindigkeit durch die negativste HD- und MD-Läuferbeanspruchungen bestimmt.
2. Bei Teillast wird die Temperatur der ersten Stufe des HD-Abschnittes verringert, indem die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart in Richtung des Teilbogenbetriebs verstellt wird, und vergrößert, indem die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart in Richtung des Vollbogenbetriebs verstellt wird.
3. Wenn die HD-Läufer-Beanspruchung die Belastungsgeschwindigkeit begrenzt, wird die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart in Richtung des Teilbogenbetriebs verstellt, um einen Anstieg der Belastungsgeschwindigkeit auf die durch die MD- Läuferbeanspruchung zugelassene oder durch die Bedienungsperson eingestellte Grenze zu gestatten. Während des Entlastens wird die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart, wenn die HD-Läuferbeanspruchung die Begrenzung bildet, in Richtung des Vollbogenbetriebs verstellt, um die Entlastungsgeschwindigkeit auf den durch die MD-Läuferbeanspruchung zugelassene zu steigern.
4. Wenn die MD-Läuferbeanspruchung die Belastungsgeschwindigkeit begrenzt, wird die Dampf beaufschlagungsbetriebsart in Richtung des Vollbogenbetriebs verstellt, um die Erhitzung des HD-Läufers in der notwendigen Weise fortzusetzen und die Beanspruchung desselben auf dem maximal zulässigen Wert zu halten, der die Belastung nicht nachteilig beeinflußt. Stattdessen, wenn die MD- Läuferbeanspruchung die Entlastung begrenzt, wird die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart in Richtung des Teilbogenbetriebs verstellt, um den HD-Läufer abzukühlen und wieder die Beanspruchung auf dem maximal zulässigen Wert zu halten, der die Entlastungsgeschwindigkeit nicht nachteilig beeinflußt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nun der Dampfbeaufschlagungsbetriebsartregelteil der Anordnung beschrieben. Die höhere der Oberflächen- oder der Bohrungsbeanspruchung für den HD-Läufer wird zuerst durch ein Höchstwertgatter 67 ausgewählt, und der Absolutwert der ausgewählten Beanspruchung wird dann durch eine Absolutwerteinrichtung 69 geliefert.

Der Absolutwert der Beanspruchung, der mit S₁ bezeichnet ist, wird in einem Summierpunkt 71 zu einem Beanspruchungsbezugswert S_C addiert. Der Benspruchungsbezugswert S_C wird in einem Bezugsrechner 73 berechnet und ist eine Funktion einer Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R_IN oder einer durch die Bedienungsperson ausgewählten maximalen Belastungsgeschwindigkeit R_MAX, je nach der Größe der Beanspruchung S₁. Die Berechnung von S_C kann mit herkömmlichen Analog- oder Digitalschaltungskomponenten gemäß den in Fig. 3 angegebenen und im folgenden beschriebenen Formeln und Bedingungen implementiert werden. Die Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R_IN ist beanspruchungsabhängig und wird durch den Belastungsgeschwindigkeitsrechner 62 bestimmt, um die Turbine während allen frühen Turbinenhochlaufperioden zu regeln, bevor die Istwerte der Beanspruchung auf ein Niveau angestiegen sind, bei dem sie für eine Belastungsgeschwindigkeitsberechnung von Bedeutung sind. Die Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R_IN stellt eine Belastungsgeschwindigkeit dar, die die Turbine über dem gesamten Belastungsbereich mit einem konservativen Sicherheitsspielraum aushalten würde. Geeignete Verfahren zum Berechnen einer Anfangsbelastungsgeschwindigkeit beinhalten solche, die seit langem ständig in Gebrauch sind, vorzugsweise basiert aber die Berechnung auf zu erwartenden Temperaturänderungen in dem HD-Abschnitt der Turbine. Es sei angemerkt, daß weder die genaue Größe der Anfangs belastungsgeschwindigkeit noch deren Berechnungsverfahren Teile der Erfindung sind.

Gemäß der Erfindung wird die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart der Turbine mit Hilfe der Umschaltvorrichtung 44 zum Umschalten von Vollbogenbetrieb auf Halbbogenbetrieb automatisch auf diejenige Betriebsart gerichtet, die bewirkt, daß die (durch den Summierpunkt 71 erzeugte) Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert D_C und dem Beanspruchungsistwert S₁ minimiert wird. Es ist selbstverständlich klar, daß beim Minimieren der Differenz die Dampfbeaufschlagungsbetriebsart auf einem Punkt geregelt werden kann, der zwischen den Extremstellungen des Teilbogen- und des Vollbogenbetriebs liegt. In jedem Fall ist es erwünscht, daß das Differenzsignal (S_C-S₁) in einem Ausmaß verstärkt wird, das von den gegenwärtigen Betriebsbedingungen der Turbine und der zeitlichen Änderung der Beanspruchung abhängig ist, und daß eine manuelle Einrichtung vorgesehen ist, um den Gleichgewichtspunkt zwischen Vollbogen- und Teilbogenbetrieb einzustellen, bei dem das Differenzsignal minimiert wird. Demgemäß wird das Differenzsignal (S_C-S₁) mit Faktoren K und FAC in einer ersten Multiplizierschaltung 75 multipliziert. Das Produkt der Multiplikation wird dann zu einem Vorspannungssignal in einem Summierpunkt 77 addiert. Die Größe des Faktors K hängt von der zeitlichen Änderung des gewählten hohen Wertes der Beanspruchung dS₁/dt bei der geforderten Geschwindigkeitsfunktion ab, die durch die eine Differenziereinrichtung 79 geliefert wird. Ein Vergleicher 81 aktiviert ein Gatter 83, um entweder K₆ oder K₅ dS/dt als den Multiplikationsfaktor K in Abhängigkeit davon auszuwählen, ob die zeitliche Änderung der Beanspruchung, dS₁/dt, höher oder niedriger als ein vorgewählter Grenzwert von dS₁/dt ist.

In einem Vergleicher 85 wird die vorhandene Istbelastung R_L der Turbine (ermittelt durch einen Belastungsgeber 87) mit einem voreingestellten Grenzwert R_LIM verglichen, und mit dem Vergleichsergebnis wird ein Gatter 89 betätigt, um entweder K₇R_L oder AD als den zweiten Multiplikationsfaktor FAC in Abhängigkeit davon auszuwählen, ob die gegenwärtige Betriebslast höher oder niedriger als der vorgewählte Wert R_LIM ist. Der ausgewählte Wert von FAC wird an die erste Multiplizierschaltung 75 und an eine zweite Multiplizierschaltung 91 angelegt, in der sie mit einem vorgewählten Vorspannungswert multipliziert wird, bevor sie schließlich in dem Summierpunkt 77 zu dem multiplizierten Differenzsignal addiert wird. Ein Signal, das eine Betriebsartumschaltung bewirkt, wie sie oben beschrieben worden ist, wird aus dem Summierpunkt 77 erhalten und an die Betriebsartumschaltvorrichtung 44 angelegt.

Die Regelanordnung von Fig. 1 kann mit ohne weiteres verfügbaren und herkömmlichen Bestandteilen verwirklicht werden. Beispielsweise können die Gatter 83 und 89 elektromechanische oder elektronische Festkörperschaltvorrichtungen sein; die Vergleicher 81 und 85, die Multiplizierschaltungen 75 und 91, der Bezugsrechner 73 zusammen mit der Absolutwerteinrichtung 69 und dem Höchstwertgatter 67 können mit Operationsverstärkern in bekannten Schaltungskonfigurationen implementiert werden. Es sei jedoch angemerkt, daß die Regeleinrichtung gemäß Fig. 1 auch mit anderen als elektronischen Einrichtungen ausgeführt werden kann, beispielsweise mit hydraulischen oder pneumatischen Vorrichtungen oder mit Fluidics.

Die Ausführungsform von Fig. 1 sorgt daher für eine ständige automatische Regelung der Dampfbeaufschlagungsbetriebsart und der Belastungsgeschwindigkeit, so daß der Turbinenbetrieb unter Bedingungen kontrollierter Beanspruchung optimiert wird. Es können zusätzliche Regelelemente in der Anordnung nach der Erfindung benutzt werden, damit der Turbinenbetrieb nur in der einen oder in der anderen Dampf beaufschlagungsbetriebsart vonstatten geht. Beispielsweise wird es bei weniger als zehn Prozent Nennlast am zweckmäßigsten sein, den Turbinenbetrieb im Vollbogenbetrieb zu halten. Bei der Aufrechterhaltung höherer konstanter Belastungen wird andererseits die Regelung immer auf den effizienteren Teilbogenbetrieb der Dampfbeaufschlagung gerichtet sein.

Die wärmebeanspruchungskontrollierte Belastung oder Entlastung einer Dampfturbine nach dem vorliegenden Verfahren kann in einer Einrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt und oben beschrieben ist, ausgeführt werden, oder, stattdessen, kann ein Digitalcomputer mit gespeichertem Programm benutzt werden, der mit den Belastungsregel- und Betriebsartumschalteinrichtungen (wie beispielsweise der Lastregeleinheit 38 und der Umschalteinheit 44 von Fig. 1) zusammenwirkt, um das vorliegende Verfahren auszuführen. Ein zugeordnetes Computerregelsystem, das für die Belastungsgeschwindigkeits- und Betriebsartregelung nach der Erfindung besonders geeignet ist, ist in der deutschen Patentanmeldung der Anmelderin beschrieben, für die die Priorität der US-Patentanmeldung "Dedicated Microcomputer Based Control System for Turbine-Generators" in Anspruch genommen worden ist und auf die bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Flußdiagramme, die die auszuführenden Prozedurschritte zum Programmieren eines Computers für das Erzielen der beanspruchungsgeregelten Belastung gemäß der Erfindung veranschaulichen. Mit diesen Flußdiagrammen und bei Kenntnis der besonderen Turbine, die zu regeln ist (einschließlich der Einzelheiten ihrer Anlage, ihrer Geometrie und ihres besonderen Gebrauches), so daß darauf bezogene konstante Faktoren bekannt sind, liegt das Anfertigen eines programmierten Satzes von Befehlen gemäß der Erfindung im Rahmen fachmännischen Könnens. Unten sind Definitionen für die Symbole angegeben, die in den Flußdiagrammen benutzt werden und die den in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 benutzten Symbolen entsprechen.

R = Belastungsgeschwindigkeit, ausgedrückt in % Nennlast/min;
R_IN = Anfangsbelastungsgeschwindigkeit, unabhängig von der gegenwärtigen Beanspruchung, bestimmt für die Anfangsphase des Turbinenhochlaufes und ausgedrückt in % Nennlast/min;
R_L = Gegenwärtige Istlast in Prozent der Nennlast.
RLR = Bezugsbelastung in Prozent der Nennlast;
R_MAX = Maximale Belastungsgeschwindigkeit, von der Bedienungsperson ausgewählt, ausgedrückt in % Nennlast/min;
R_LI = Belastung am Beginn einer Belastungsänderung, ausgedrückt als Prozentsatz der Nennlast;
T_L = Lastsollwert, ausgedrückt in Prozent der Nennlast;
S = Beanspruchung, ausgedrückt in normierten Einheiten;
S_1S = Beanspruchung, Oberfläche des HD-Läufers;
S_1B = Beanspruchung, Bohrung des HD-Läufers;
S_2S = Beanspruchung, Oberfläche des MD-Läufers;
S_2B = Beanspruchung, Bohrung des MD-Läufers;
S₁ = Ausgewählter höherer Wert von S_1B oder S_1S;
S_1MAX = Vorgewählter maximaler zulässiger Wert von S₁;
S_C = Beanspruchungsbezugswert, ein unterer Beanspruchungsgrenzwert, ausgedrückt in normierten Einheiten;
T = Temperatur;
t = Zeit;
DIV = Faktor, der bei der Berechnung der Bezugsbeanspruchung S_C benutzt wird;
RAMS = Faktor, der bei der Berechnung der Bezugsbeanspruchung S_C benutzt wird;
DS₁ = Zeitliche Änderung der Beanspruchung S₁;
K = Erster Multiplikationsfaktor;
FAC = Zweiter Multiplikationsfaktor;
T_MS = Frischdampftemperatur
T_RH = Temperatur des dem MD-Abschnitt der Turbine, zugeführten Dampfes;
S_ALT = S aus dem vorherigen Berechnungszyklus,
N = Anzahl der Minuten, während der S kleiner als S_ALT ist, N=4 maximal,
R_LIM, AD, K_1-7 = Konstanten, deren Werte von den Kenndaten der besonderen Turbine, die geregelt wird, abhängig sind.

Das Flußdiagramm von Fig. 3 veranschaulicht in etwas vereinfachter Form die Schritte, die ein Computerprogramm für die Belastungsgeschwindigkeits- und Dampfbeaufschlagungsbetriebsartregelung gemäß der Erfindung umfassen muß. Das Flußdiagramm ist nur dahingehend vereinfacht, daß gewisse Routinesicherheitsprüfungen oder von der Bedienungsperson oder der Ausrüstung verlangte Haltzustände, die für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich sind, weggelassen wurden. Nachdem die auf den Lastsollwert und die Ist- Last bezogenen Daten bekannt sind, besteht in dem Flußdiagramm von Fig. 3 ein erster Schritt darin, festzustellen, ob die gegenwärtige Belastung ausreichend nahe bei der Sollast ist, um eine voreingestellte Bedingung zu erfüllen. Wenn das nicht der Fall ist, wird ein Belastungsberechnungsunterprogramm gemäß den Schritten von Fig. 4 durch das auf Fig. 3 basierende Programm aufgerufen, um eine Belastungsgeschwindigkeit R zu bilden, die dann benutzt wird, um eine Änderung in einer Bezugsbelastung RLR in einer Belastungsregeleinheit, wie der in Fig. 1 dargestellten, vorzunehmen. Ein Programm gemäß Fig. 3 enthält einen Schritt zum Auswählen entweder von positiven oder negativen Polaritäten der Beanspruchung und der zeitlichen Änderung derselben in der zum Belasten oder Entlasten geeigneten Weise. Schritte sind vorgesehen zum Auswählen entweder der Oberflächen- oder der Bohrungsbeanspruchung für den HD-Läufer, je nachdem, welche größer ist. Auf der Basis des ausgewählten höheren Wertes der Beanspruchung und von deren Beziehung zu einem Maximalwert wird ein erster Faktor DIV gewählt, der bei der Berechnung des Beanspruchungsbezugswertes S_C benutzt wird. Die Sollbelastung wird mit der Belastungseinstellung am Beginn der Belastungsänderung (R_LI) verglichen, um festzustellen, ob die Turbine belastet oder entlastet wird. Wenn sie entlastet wird, dann wird der Beanspruchungswert in der gezeigten Weise ausgewählt. Andererseits, wenn die Turbine belastet wird, wird ein zweiter Faktor RAMS, dessen Wert von einer Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R_IN abhängig ist (die in einem Unterprogramm gemäß Fig. 4 für die Anfangsbelastung berechnet wird) und von der maximalen Belastungsgeschwindigkeit, die durch die Bedienungsperson ausgewählt wird, zur Berechnung von S_C gewählt. Außerdem wird ein Vorspannungswert gewählt, der davon abhängig ist, ob die Turbine belastet oder entlastet wird.

Die Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert S_C und dem tatsächlichen, höheren Wert der Beanspruchung S₁ wird mit den Faktoren K und FAC multipliziert. Die Größe des ersten Faktors K wird durch die zeitliche Änderung der Beanspruchung bestimmt, und der zweite Faktor FAC wird durch die gegenwärtige Istbelastung der Turbine und eine auf den Typ der benutzten Turbine bezogene Konstante K₇ bestimmt.

Schließlich wird an die Dampfbeaufschlagungsbetriebsartumschalteinheit ein Signal angelegt, das zu der Beziehung proportional ist, die in dem letzten Schritt des Flußdiagramms gezeigt ist, um eine Betriebsartverstellung in der notwendigen Weise vorzunehmen, damit die Beanspruchung in dem HD-Abschnitt der Turbine optimal geregelt wird.

In einem Belastungsgeschwindigkeitsberechnungsunterprogramm gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 4 ist es zuerst erforderlich, festzustellen, ob eine Anfangsbelastungsgeschwindigkeit R_IN berechnet werden muß. Wenn dem so ist, ist eine gesonderte Gruppe von Prozeßschritten (nicht dargestellt) erforderlich, um eine konservative Belastungsgeschwindigkeit unabhängig von der Beanspruchung zu berechnen und die Anfangsbelastung der Turbine zu erreichen. Das ist notwendig, da in den Anfangsteilen der Belastungsphase Beanspruchungswerte nicht ausreichend weit angestiegen sind, um bedeutungsvolle Werte zu liefern, die bei der Belastungsgeschwindigkeitsberechnung brauchbar sind. Wenn jedoch die Programmschritte dieses Anfangserfordernis passiert haben, werden Beanspruchungswerte und die zeitlichen Ableitungen derselben für vier Turbinenstellen zusammen mit den zeitlichen Änderungen der Dampftemperatur sowohl für die Frischdampfzufuhr als auch für den Zwischenüberhitzungsdampf berechnet. Die Beanspruchungsberechnungen und die Unterprogramme zum Einführen der Anfangsbeanspruchungen sind im Detail nicht gezeigt, da sie in der eingangs erwähnten US-PS 3 446 224 im wesentlichen beschrieben sind. Die Beanspruchungswerte, die Geschwindigkeitswerte und die Dampftemperaturgeschwindigkeiten werden gemäß der Turbinenstelle entsprechend angepaßt, und es wird dann eine Belastungsänderungsgeschwindigkeit R für diese Stellen jeweils berechnet. Das erfolgt sequentiell, bis die erforderliche Anzahl von Geschwindigkeiten berechnet worden ist. Die Belastungsgeschwindigkeitsberechnung enthält Schritte zum Verfolgen des Beanspruchungstrends, so daß die bei jedem Durchlauf durch den Zyklus von Programmschritten berechnete Belastungsgeschwindigkeit modifiziert wird, um die Beanspruchung auf hohen, aber nicht auf übermäßigen Werten zu halten und die schnellsten Belastungsgeschwindigkeiten zu erzielen. Es sind außerdem Schritte enthalten, um festzustellen, ob die Turbine in einem Belastungs- oder einem Entlastungsbetrieb ist, und um vorzeichenbehafteten Werten demgemäß ein positives oder ein negatives Vorzeichen zu geben. Weiter sind Schritte vorgesehen, um Begrenzungen für die Größe der Faktoren vorzunehmen, die zum Berechnen der Belastungsgeschwindigkeit benutzt werden. Die niedrigste Belastungs geschwindigkeit wird dann als die Grenzgeschwindigkeit aus den vier Geschwindigkeiten, die berechnet worden sind, ausgewählt. Wenn die ausgewählte Geschwindigkeit die Kriterien mit Bezug auf feste und von der Bedienungsperson eingestellte Grenzwerte erfüllt, wird die berechnete Geschwindigkeit einem Belastungsprogramm gemäß den Schritten von Fig. 3 und schließlich in eine Belastungsregeleinrichtung der in Fig. 1 dargestellten Art eingegeben.

Das hier beschriebene Verfahren kann durch eine große Anzahl äquivalenter Regelanordnungen, entweder analoger oder digitaler, unter Verwendung von elektrischen, hydraulischen, Fluicides enthaltenden oder pneumatischen Systemen ausgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zum Begrenzen der bei Belastungsänderungen auftretenden thermischen Beanspruchung von Bauteilen einer Dampfturbine, die einen Hochdruckteil mit Düsenbögen und Hochdruckturbinenläufer, ferner einen Zwischenüberhitzungs- Mitteldruckteil mit einem Mitteldruckturbinenläufer, und Ventile zur Steuerung der Dampfzufuhr zu den Düsenbögen des Hochdruckteils enthält, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Maßnahmen:

a) die thermische Beanspruchung wird an mehreren Stellen der Turbine ermittelt,
b) die Geschwindigkeit wird bestimmt, mit der sich die thermische Beanspruchung an den jeweiligen Stellen ändert,
c) die Geschwindigkeit wird bestimmt, mit der sich die Temperatur von Dampf, der der Turbine zugeführt wird, ändert,
d) es wird die maximal zulässige Belastungsänderungsgeschwindigkeit für jede der erwähnten Stellen in Abhängigkeit von
- d1) der zugehörigen thermischen Beanspruchung und
- d2) der Geschwindigkeit, mit der sich die Dampftemperatur ändert, ermittelt,
e) die Geschwindigkeit der Änderung der Belastung der Turbine wird in Abhängigkeit von der kleinsten zulässigen Belastungsänderungsgeschwindigkeit, die für die verschiedenen Stellen ermittelt wurde, gesteuert,
f) es wird ein Beanspruchungsreferenzwert als Funktion einer vorgegebenen anfänglichen Belastungsänderungsgeschwindigkeit ermittelt,
g) die Verteilung des Dampfes auf die verschiedenen Düsenbögen wird in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Beanspruchungsreferenzwert und der Beanspruchung, die für eine vorgegebene Stelle in der Turbine ermittelt wurde, im Sinne einer Verringerung dieser Differenz gesteuert,
h) und daß die Verfahrensschritte a) bis g) kontinuierlich wiederholt werden, zur fortlaufenden Änderung der Dampfverteilung auf die Düsenbögen und fortlaufenden Regelung der Geschwindigkeit, mit der die Last bis zu einer vorgegeben Soll-Last geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsänderungsgeschwindigkeit R gemäß der folgenden Formel bestimmt wird: R = (R₁ + R₃) R₂wobeiR₁ = K₁ (K₂-S) K₁, K₂, K₃ und K₄ auf Turbinenparameter bezogene Konstanten,
S die an einer vorgegebenen Stelle der Turbine bestimmte Beanspruchung und
T die Dampftemperatur
bedeuten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der thermischen Beanspruchung an der Oberfläche des Hochdruckturbinenläufers sowie an der Bohrung des Hochdruckturbinenläufers ermittelt werden, und daß die Verteilung des Dampfes auf die Düsenbögen im Sinne einer Minimierung der Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert und dem größeren der beiden oben erwähnten Beanspruchungswerte gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Beanspruchungsbezugswert und dem größeren Beanspruchungswert mit zwei Faktoren multipliziert wird, von denen der erste eine Funktion der Geschwindigkeit, mit der sich die höhere Beanspruchung ändert, und der zweite eine Funktion der Turbinen-Ist-Belastung ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beanspruchungsbezugswert eine Funktion einer vorgegebenen anfänglichen Belastungsänderungsgeschwindigkeit und einer vorgegebenen maximalen Belastungsänderungsgeschwindigkeit ist.

6. Regeleinrichtung zur möglichst schnellen Änderung der Belastung einer Dampfturbine, welche einen Hochdruckteil (10) mit Düsenbögen und einem Hochdruckturbinenläufer, einen Zwischenüberhitzungs-Mitteldruckteil (12) mit einem Mitteldruckturbinenläufer sowie Ventile (22, 24, 26, 28) zur Steuerung der Dampfzufuhr zu den Düsenbögen des Hochdruckteiles enthält, mit
einer Belastungssteuervorrichtung (38) zum Einstellen der Ventile (22, 24, 26, 28) entsprechend einem vorgegebenen Gesamtdampfdurchsatz,
einer Dampfverteilungssteuervorrichtung (44) zum Verstellen der Ventile in bezug aufeinander,
Temperaturfühlern (46, 48) zum Bestimmen der Temperatur an bestimmten Stellen von Bauteilen des Hochdruck- und des Mitteldruckteiles,
einer ersten Rechenvorrichtung (54, 60, 62, 64) zum Ermitteln der thermischen Beanspruchung sowie der maximal zulässigen Änderungsgeschwindigkeit der thermischen Beanspruchung an den verschiedenen Stellen in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Temperatur und zum Erzeugen eines Belastungsänderungssteuersignales für die Belastungssteuervorrichtung (38) entsprechend der kleinsten der maximal zulässigen Beanspruchungsänderungsgeschwindigkeit, und
einer zweiten Rechenvorrichtung (71, 73, 75, 77) zum Erzeugen eines Dampfverteilungssteuersignales für die Dampfverteilungssteuervorrichtung (44) in Abhängigkeit von der thermischen Beanspruchung des Hochdruckteiles (10) dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (56, 58) zum Bestimmen der Geschwindigkeit mit der sich die Temperatur des der Temperatur zugeführten Dampfes ändert, vorgesehen ist, und
daß die Anordnung (54, 60, 62, 64) zum Erzeugen des Belastungsänderungssteuersignales zusätzlich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Änderung der Dampftemperatur gesteuert ist.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (56, 58) zum Bestimmen der Änderungsgeschwindigkeit der Dampftemperatur mit einem Frischdampftemperaturfühler (50) bzw. einem Zwischenüberhitzungsdampffühler (52) gekoppelt ist.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die von den Werten der thermischen Beanspruchung der Oberfläche bzw. der Bohrung des Hochdruckturbinenrotors den größeren Wert auswählt und diesen einer Vorrichtung zur Bildung der erwähnten Differenz zuführt.

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Multiplizierschaltung (75) zum Multiplizieren der Differenz zwischen dem Beanspruchungsreferenzwert und dem ausgewählten höheren Beanspruchungswert mit zwei Faktoren (K, FAC), von denen der eine (K) von der Geschwindigkeit, mit der sich der erwähnte höhere Beanspruchungswert ändert, und der andere (FAC) von der Ist-Belastung der Turbine abhängt.

10. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung (91), die der Differenz eine Vorspannung zur Änderung der Differenz um einen Nennwert zuzuführen gestattet.