DE3235557A1 - BYPASS SYSTEM FOR A STEAM TURBINE SYSTEM - Google Patents
BYPASS SYSTEM FOR A STEAM TURBINE SYSTEMInfo
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Description
Bypaßsystem für eine DampfturblnenanlageBypass system for a steam turbine system
Die Erfindung betrifft ein Bypaßsystem für eine Dampfturblnenanlage mit einer Hochdruck- und zumindest einer Niedrigdruckturbine, einem Nacherhitzer in der Dampfleitung /wischen Hoch- und Niedrigdruckturbine und einer an den Turbinen vorbeiführenden Bypaßanordnung, welche V1-- zumindest Hoehdruekvent J !anordnungen zur Einleitung von Dampf In die fiypaßanordnung umfaßt.The invention relates to a bypass system for a steam turbine system with a high pressure and at least one low pressure turbine, a reheater in the steam line / between high and low pressure turbine and a bypass arrangement leading past the turbines, which V 1- at least high pressure valve J! Arrangements for introducing steam Included in the fiypass arrangement.
in Kraftwerken mit Dampfturblnenarüagen wird von einem Kessel Dampf erzeugt, der einer Hochdruckturbine über eine Viel/dhi von Regelventilen zugeführt wird. Der ausganqsseltlg von der Hochdruckturbine abgegebene Dampf wird naoherhitzt, bevor er in die Zwlschendruckturbine eingespeist wird, wenn eine solche vorhanden ist. Der Zwlaohendruekturbine und, wann diese nicht vorhanden ist, der Hochdruckturbine iat eine Niedrigdruckturbine naehgesehciitet, an dessen Ausgang ein Kondensator anschließt, der den Restdampf in Wasser umwandelt und erneut dem Kessel zuführt·In power plants with a steam turbine, steam is generated by a boiler, which is fed to a high-pressure turbine via a large number of control valves. The steam emitted at the outlet from the high-pressure turbine is roughly heated before it is fed into the intermediate-pressure turbine, if one is present. The Zwlaohendruekturbine and, if this is not available, the high-pressure turbine is connected to a low-pressure turbine, at the outlet of which a condenser is connected, which converts the residual steam into water and feeds it back to the boiler.
Die Meng« des der Hochdruckturbine abgeführten Dampfes wird mit Hilfe eines Regelventils durchgeführt, das aus einer Vielzahl von Einzelventilen bestehen kann und deren Positionierung von einem Regler bestimmt wird. In den Turbinen wird der Dampf entspannt und die dabei freiwerdende Energie zum Antrieb eines elektrischen Generators verwendet.The amount of steam discharged from the high pressure turbine is carried out with the help of a control valve, which can consist of a large number of individual valves and their Positioning is determined by a controller. In the turbines, the steam is expanded and the steam that is released in the process Energy used to drive an electric generator.
Die Dampferzeugung mft Hilfe von fossilen Brennstoffen bringt e«; mit sich, daß der Kessel nicht augenblicklichThe steam generation needs the help of fossil fuels brings e «; with it that the kettle is not instantaneous
WS342P-2!>34· abgeschaltet werdenWS342P-2!> 34 · be switched off
abgeschaltet werden kann. Wenn der Turbinenbetrieb läuft und ein plötzlicher Lastdbfall auftritt, ist eine SchnelJ-abschaltung der Turbine notwendig. In diesem Fall würde unter normalen Bedingungen der Kessel weiterhin Dampf erzeugen, so daß der Druck ansteigt, welcher holm Erreichen eines bestimmten Niveaus die Sicherheitsventile auslöst. Im Hinblick auf die Tatsache, daß der im System o.r/euqtt! Dampf eine sehr hohe Reinheit in der Größenordnung von χ Teilchen Verunreinigungen pro Milliarde hat, stellt der Verlust von Prozeßdampf über die Sicherheitsventile einen bedeutenden wlrtschaftlichen Verlust dar. Ein weiterer wirtschaftieher Einfluß beim Betrieb einer Dampfturbinenanlage sind die Kosten für den Brennstoff. Wegen der hohen Brennstoffkosten werden einige TurbintMisysteme absichtlich während Zelten niedriger elektrischer Enertjlranforderung, z» B. über Nacht, abgeschaltet, so ddü sich Schwierigkeiten beim Warmstart, t. B. am nächsten Moryrr», ergeben können, da die Turbinerwinlage noch eint; verhältnismäßig hohe Temperatur hat, wogegen der von dem Kossei im Anlaufbetrieb gelieferte Dampf mit einer dazu vergleichsweise geringeren Temperatur angeliefert wird. Wenn dieser verhältnismäßig kühle Dampf der Turbine zugeführt wird, erfährt diese einen termischen Schock, der die Lebensdauer ganz wesentlich beeinflußt. Um diesen termischen Schock zu vermeiden, muß der Dampf verhältnismäßig langsam zugeführt werden, damit sich die Turbinentemperatur auf die Dampftemperatur abkühlen kenn, Di.in.ich wird die TurblnMmnlage schrittweise auf das gewünschte Betriebsniveau und Lastniveau hochgefahren. Dieser Anleufbetrleb nimmt verhältnismäßig viel 2eit In Anspruch und Ist dahor ebrnralls wirtschaftlich von Nachteil.can be switched off. If the turbine is running and a sudden drop in load occurs, the turbine must be shut down quickly. In this case, under normal conditions, the boiler would continue to generate steam, so that the pressure rises which, when a certain level is reached, triggers the safety valves. In view of the fact that the or / euqtt! Steam has a very high purity, on the order of 3/4 particles of impurities per billion, the loss of process steam through the safety valves represents a significant economic loss. Another economic impact on the operation of a steam turbine plant is the cost of the fuel. Because of the high fuel costs, some turbine systems are deliberately switched off during periods of low electrical power demand, e.g. overnight, so that there are difficulties with a warm start . B. on the next Moryrr », since the turbine position still unites; has a relatively high temperature, whereas the steam supplied by the Kossei during start-up operation is supplied at a comparatively lower temperature. If this relatively cool steam is fed to the turbine, it experiences a thermal shock which has a very significant effect on the service life. In order to avoid this thermal shock, the steam must be fed in relatively slowly so that the turbine temperature can cool down to the steam temperature. In the meantime, the turbine system is gradually ramped up to the desired operating level and load level. This start-up operation takes a relatively long time and is therefore always economically disadvantageous.
Um die mit dem Abwerfen von Last b/w. dem Warmstart verbundenen Probleme zu lösen, 1st es bereits bekannt, Bypaßsysteme vorzusehen, womit die Verfügbarkeit der Turbinenan-In order to deal with the dropping of load b / w. associated with the warm start To solve problems, it is already known to provide bypass systems, whereby the availability of the turbine
WS34ZP-2534 lage für denWS34ZP-2534 location for the
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
lage für den Normalbetrleb verbessert und auch ein rascher Neu start erzielt werden kann. Mit Hilfe des Bypaßbetriebes Ui(At sich auch der schädlich« Einfluß vom Durchlaufen termlseher Zyklen minimalisieren. Im Bypaßbetrleb wird grundsätzlich im Kessel weiter Dampf erzeugt, auch wenn die RiMjH vent, 1 le, über welche der Dampf den Turbinen zugeführt, wird, geschlossen sind. Ein Hochdruck-Bypaßventil vor der lurblnenanlaqe wird im Bypaßbetrieb geöffnet, um dein Dampf um die Turbine bzw. die Turbinenanlage herumzuführen, wöbe! er über einen NaeherhJ t/er geführt wird. Li η Niederdruekbypafiventi L, welches hinter dem Nacherhitzer tinijcurdiK· t lsi, ermöq 1 i cht, daß der Dampf auch an gegebenenfalls der Ml UeidruekturbJne und der Niedrigdruckturbine vorbei direkt zum Kondensator geleitest wird.location for normal operation improved and also a faster one New start can be achieved. With the help of bypass operation Ui (At you also the harmful «influence of passing through Minimize term cycles. In bypass operation is In principle, steam continues to be generated in the boiler, even if the RiMjH vent, 1 le, via which the steam is sent to the turbines supplied, is, are closed. A high pressure bypass valve in front of the lurblnenanlaqe is opened in bypass operation, to guide your steam around the turbine or turbine system, wöbe! it is carried out over a close relationship. Li η Niederdruekbypafiventi L, which is behind the reheater tinijcurdiK · t lsi, enables the steam to be used if necessary the Ml UeidruekturbJne and the low pressure turbine passed directly to the capacitor.
Im Normal betrieb wird der Dampf in dor Turbine entspannt, womit mechanische Energie gewonnen werden kann. Während des Bypaßbetriebes wird dem Dampf über die Bypaßstreeke keine Inerqle entnommen. Da der Dampf jedoch den NacherhI l/er und den Kondensator beschädigen kann, wird Kühlwasser in den Dampfstrom sowohl, im Hochdruckteil als auch im Niedrigdruckteil eingedost, womit ein Überhitzen des NaoherhI t/ers und des Kondensators vermieden wird» Die Menge des t'lrujedüsten Wassers wird mit Hilfe eines Tempera turreqe i systems gesteuert, fiel einem bekannten Temperaturregelsystem» nJmmt der Regier die Temperatur am Eingang des Naeherh I l./ers ab und vergleicht sie mit einer bestimmten fie/utjstemperatur b/w. Solltemperatur. Diese Art der Bestimmung erfordert verhältnismäßig viel Zeit und Aufwand. Insbesondere müssen verschiedene Testläufe vorgesehen werden, um für ein bestimmtes Kesselsystem den Sollwert fest/uloqun, wobei der dadurch bestimmte Sollwert einen Kompromiß darstellt und keineswegs optimal für alle Betriebsbedingungen 1st. Der Drosseldruck des am AusgangIn normal operation, the steam is expanded in the turbine, with which mechanical energy can be obtained. During bypass operation, the steam is fed through the bypass line no Inerqle taken. However, since the steam l / it and the condenser can damage, cooling water will be in the steam flow both in the high pressure part and in the Low-pressure part canned, which means that the NaoherhI t / ers and the condenser is avoided »The Amount of the t'lrujedüsten water is determined with the help of a tempera turreqe i systems controlled, fell to a well-known temperature control system » The governor takes the temperature at the entrance of the closer and compares it with a certain one fie / utj temperature b / w. Target temperature. That kind of determination requires a relatively large amount of time and effort. In particular, various test runs must be provided to fix / uloqun the setpoint for a certain boiler system, whereby the setpoint determined thereby becomes a It is a compromise and is by no means optimal for all operating conditions. The throttle pressure of the output
des Kessels BAD ORIGINALof the BAD ORIGINAL boiler
des Kessels zur Verfügung stehenden Dampfes kann unter verschiedenen Betriebsbedingungen ebenfalls durch die Steuerung des Bypaßsystems gerege:Jt werden. Ein bekannter Regelaufbau ist vom Dampfstrom abhang Lg und Ist nicht für verschiedene Betriebsdruck/ustönde, welche am Kessel anliegen, einset./bar.of the boiler available steam can under different operating conditions are also regulated by the control of the bypass system: Jt. A friend The standard structure depends on the steam flow Lg and is not for different operating pressures / conditions, which on the boiler fit, insert / bar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bypaßsystem für eine Dampf turblncfuui I β q <* /u schaffen , welchem gegenüber bekannten Bypaiisystemen eine bessere lemperalur und/oder Druckregelung ermöglicht, um die t rrnil scheu Uc I a·. I umjcit der Turbinenanlage und des Kessels /u verringern.The invention is based on the object of creating a bypass system for a steam turblncfuui I β q <* / u , which, compared to known bypass systems, enables better temperature and / or pressure control in order to reduce the flow of air. I reduce the turbine system and the boiler / u by umjcit.
Diese Aufgabe wird für das eingangs erwähnte üypaHüy»!cm erf i ndungsgemä'ß dadurch gelöst, daß die BypaManordriumi Hegeleinrichtungen für die Betätigung der Hoehdruckventiianordnung in Abhängigkeit von vorgegebenen Druckverhältnissen im Gesamtsystem umfaßt, daß TemperaturmeHeInrIchUmgen am Eingang und am Ausgang des Nacherh 1 i./cr;> angeordnet sind, und daß Dampftemperatur-Rcyelelnrlehtungen vorhanden sind, mit welchen die Temperatur des über die Hoehdruekvent! 1 anordnung" ge 1 c ! I et cif Dampfes In Abhäng! gkc 1 I von der Temperatur am llngang und «im Ausgang dc·» Nticherhit/cr;; einstellbar ist.This task is used for the above-mentioned üypaHüy »! Cm according to the invention solved in that the BypaManordriumi Hegel devices for the actuation of the high pressure valve arrangement Depending on the given pressure conditions in the overall system, this includes temperature measurement at the entrance and exit of the Nacherh 1 i./cr;> are arranged, and that steam temperature Rcyelelnrlehtungen are available, with which the temperature of the over the Hoehdruekvent! 1 arrangement "ge 1 c! I et cif steam Depending! Gkc 1 I on the temperature at the entrance and "in the exit dc ·" Nticherhit / cr ;; is adjustable.
Die Erfindung wird besonders vortclJhaft bei einer Ausführungsform verwirklicht, bei welcher im Bypaßsystem ein Hochdrijokbypdttvßntj 1 dngpordnet Ist, das In Abhängigkeit von besimmten vorgegebenen Druckbedingungen betätigt werden kann. Ferner ist ein Hochdruck-Sprühventi1 vorgesehen, mit welchem Kühlwasser in den ßypaßstrom clncjcdüsl wird, wenn das Bypaüvcntil geöffnet Int., fm GccjcnSiil/ zu der bekannten Bereitstellung eines festliegenden Sollwertes für die Temperutur hat die trflndung den Vorteil, The invention becomes particularly advantageous in one embodiment realized in which in the bypass system a Hochdrijokbypdttvßntj 1 dngpendet Is that in dependence can be actuated by certain predetermined pressure conditions. A high pressure spray valve is also provided, with which cooling water in the ßypaßstrom clncjcdüsl if the bypass valve is opened Int., fm GccjcnSiil / In addition to the known provision of a fixed setpoint for the temperature, the difference has the advantage of
WS342P-2534 daß sieWS342P-2534 that they
daß sie die Temperatur des umgeleiteten Dampfstromes adaptiv in Abhängigkeit sowohl von der Temperatur am Eingang als auch am Ausgang des Nacherhitzers regeln kann. Das ausgangsseitige Drosselventil am Dampferzeuger wird mit Hilfe einer Regelung eingestellt, die auch den Betrieb des Bypaßventils beeinflußt. Es ist ein Sollwertgenerator für den Drosseldruck vorgesehen, welcher unabhängig vom Dampfstrom dieses prozeßunabhängige Signal mit dem tatsächlich gemessenen Dampfdruck vergleicht, um entsprechend das Bypaßventil weiter zu öffnen oder zu schließen. Unter normalen Betriebsbedingungen der Turbinenanlage arbeitet der Regler als ein Überdruckregler, der das Bypaßventil öffnet, wenn der tatsächliche Drosseldruck den durch den Sollwert vorgegebenen Drosseldruck plus einem Vorspannungswert übersteigt.that it is the temperature of the diverted steam stream regulate adaptively depending on both the temperature at the inlet and the outlet of the reheater can. The outlet-side throttle valve on the steam generator is set with the help of a control that also controls the Operation of the bypass valve affected. A set value generator for the throttle pressure is provided, which is independent compares this process-independent signal from the steam flow with the actually measured steam pressure, to further open or close the bypass valve accordingly. Under normal operating conditions the Turbine system, the regulator works as a pressure regulator that opens the bypass valve when the actual throttle pressure is reached exceeds the throttle pressure specified by the setpoint plus a preload value.
Eine weitere Verbesserung der Dampftemperatur und/oder Druckregelung wird mit Hilfe eines Regelsystems erzielt, das sowohl schnell unter bestimmten vorgegebenen Bedingungen, d. h. grob als auch langsam unter anderen vorgegebenen Bedingungen, d. h. fein, anspricht. Dadurch sind alle Betriebszustände, und zwar sowohl im Anlaufbetrieb als auch im normalen Vollbetrieb durch die Einrichtungen gemäß der Erfindung optimal steuerbar.A further improvement in the steam temperature and / or Pressure control is achieved with the help of a control system that is both fast under certain specified conditions, d. H. coarse as well as slowly under other given conditions, i. H. fine, appealing. Thereby are all operating states, both in start-up mode as well as during normal full operation can be optimally controlled by the devices according to the invention.
Die Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen wird anhand von auf die Zeichnung bezugnehmenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen The invention with its advantages and features will be explained in more detail with the aid of exemplary embodiments referring to the drawing. Show it
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Kraftwerksanlage mit einem turbinengetriebenen Generator und einem Bypaßsystem;1 shows a simplified block diagram of a power plant with a turbine-driven generator and a bypass system;
Fig. 2 ein bekanntes Bypaßsystem als Detail der Anlage gemäß Fig. 1;FIG. 2 shows a known bypass system as a detail of the system according to FIG. 1;
WS342P-2534 Fig. 3WS342P-2534 Fig. 3
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Fig. 3 ein Bypaßsystem nach der Erfindung; Fig. 4 Details des Bypaßsystems gemäß Fig. 3;3 shows a bypass system according to the invention; 4 shows details of the bypass system according to FIG. 3;
Fig. 4A ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform der Nachlaufsteuerung gemäß Fig. 4; FIG. 4A is a block diagram of an alternative embodiment of the tracking control according to FIG. 4; FIG.
Fig. 5 eine Funktionserläuterung eines Reglers der Nachlaufsteuerung gemäß Fig. 4;FIG. 5 shows a functional explanation of a controller of the follow-up control according to FIG. 4; FIG.
Fig. 6 ein Blockdiagramm zur weiteren Erläuterung der Einleitung eines Bypaßbetriebs;6 is a block diagram for further explaining the initiation of a bypass operation;
Fig. 7 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Drosseldruckes von der Kessellast für einen gleitenden Druckbetrieb erläutert;Fig. 7 is a diagram showing the dependence of the throttle pressure on the boiler load for a sliding Printing operation explained;
Fig. 8 eine Blockschaltung zur Einstellung des Sollwerts für den Drosseldruck in Abhängigkeit von der Last;8 shows a block circuit for setting the target value for the throttle pressure as a function of the load;
Fig. 9 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Bypaßbetriebs gemäß Fig. 6 bei einer alternativen Vorspannungsanordung;FIG. 9 shows a block diagram to explain the bypass operation according to FIG. 6 with an alternative biasing arrangement; FIG.
Fig. 10 eine dem Diagramm gemäß Fig. 7 entsprechende Kurve für die Vorspannungsanordnung gemäß Fig. 9;FIG. 10 shows a curve corresponding to the diagram according to FIG. 7 for the pretensioning arrangement according to FIG. 9;
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 11 is a block diagram of a further embodiment of the invention.
In Fig. 1 ist in einem vereinfachten Blockdiagramm eine Turbinen-Generatoranlage für ein mit fossilen Brennstoffen betriebenes Kraftwerk dargestellt. Das Turbinensystem 10Referring to Fig. 1, in a simplified block diagram, there is a Turbine generator set for a fossil fuel power plant shown. The turbine system 10
WS342P- 2534· umfaßt mehrereWS342P-2534 · includes several
umfaßt mehrere Turbinensektionen, und zwar eine Hochdruckturbine 12, eine Mitteldruckturbine 13 und eine Niedrigdruckturbine 14. Die Turbinen arbeiten alle auf eine gemeinsame Welle zum Antrieb eines Generators 18, der an eine nicht dargestellte Last Energie abgibt.comprises a plurality of turbine sections, namely a high pressure turbine 12, a medium pressure turbine 13 and a low pressure turbine 14. The turbines all work on a common shaft to drive a generator 18, the releases energy to a load, not shown.
Die Dampferzeugung kann mit Hilfe eines herkömmlichen, mit fossilen Brennstoffen beheizten Kessels 22 erfolgen, welcher den erzeugten Dampf auf die richtigen Betriebstemperaturen mit Hilfe eines Überhitzers 24 aufheizt. Der überhitzte Dampf wird über eine Drosselleitung 26 der Hochdruckturbine 12 über Regelventile 28 zugeführt. Unabhängig von der erläuterten Ausführungsform können auch andere Kesseltypen Verwendung finden. Der Dampf, welcher die Hochdruckturbine 12 über eine Dampfleitung 31 verläßt, wird einem Nacherhitzer 32 zugeführt, der in der Regel dem Kessel 22 zugeordnet ist. Vom Nacherhitzer aus wird über eine Dampfleitung 34 die Mitteldruckturbine 13 über Regelventile 36 beaufschlagt. Danach wird der Dampf über eine Dampfleitung 39 zur Niederdruckturbine 14 weitergeleitet, deren Ausgang mit einem Kondensator 40 über die Dampfleitung 42 verbunden ist, um aus dem Restdampf Wasser zurückzugewinnen. Dieses zurückgewonnene Wasser wird dem Kessel 22 über die Wasserleitung 44, die Pumpe 46, die Wasserleitung 48, die Pumpe 50 und die Wasserleitung 52 zugeführt. Obwohl in der Darstellung nicht angedeutet, ist grundsätzlich in der Rücklaufleitung des Wassers eine Vorrichtung zur Wasseraufbereitung vorgesehen, um eine hohe Wasserreinheit und exakte chemische Zusammensetzung aufrechtzuerhalten.The steam can be generated with the aid of a conventional boiler 22 heated with fossil fuels, which heats the generated steam to the correct operating temperatures with the aid of a superheater 24. Of the Superheated steam is via a throttle line 26 of the high pressure turbine 12 supplied via control valves 28. Regardless of the embodiment explained, others can also Find boiler types use. The steam which leaves the high-pressure turbine 12 via a steam line 31, is fed to a reheater 32, which is usually assigned to the boiler 22. From the reheater is over a steam line 34 the medium pressure turbine 13 via control valves 36 acted upon. The steam is then passed on to the low-pressure turbine 14 via a steam line 39, the outlet of which is connected to a condenser 40 via the steam line 42 in order to recover water from the residual steam. This recovered water is the boiler 22 via the water pipe 44, the pump 46, the water pipe 48, the pump 50 and the water line 52 are supplied. Although not indicated in the illustration, is fundamental A device for water treatment is provided in the return line of the water in order to ensure a high level of water purity and maintain exact chemical composition.
Eine Kesselregelung 60 sorgt für den Normalbetrieb des Kessels 22, wogegen die Regelventile 28 und 36 von einer Turbinenregelung 62 aus gesteuert werden. Sowohl die Kesselregelung 60 als auch die Turbinenregelung 62 wird von einem Hauptregler 64 aus überwacht.A boiler control 60 ensures normal operation of the boiler 22, whereas the control valves 28 and 36 of one Turbine control 62 can be controlled from. Both the boiler control 60 and the turbine control 62 will monitored by a master controller 64.
WS342P-2534 Um die VerfügbarkeitWS342P-2534 To check availability
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Um die Verfügbarkeit und die Lebensdauer für Kessel sowie Turbinensystem zu vergrößern und ferner einen optimalen Warmstart sicherzustellen, ist ein Turbinenbeipaß vorgesehen, so daß vom Kessel 22 ununterbrochen Dampf erzeugt werden kann, als ob dieser in der Turbine verbraucht würde, obwohl dieser Dampf lediglich über den Turbinenbeipaß geführt wird. Dieser Turbinenbeipaß umfaßt eine Dampfleitung 70, welche für den Bypaßbetrieb aktiviert wird, indem ein Hochdruck-Bypaßventil 72 betätigt wird. Der über dieses Ventil übertragene Dampf strömt über die Leitung 74 zum Eingang des Nacherhitzers 32 und von da aus über die Dampfleitung 76 sowie ein Niederdruck-Bypaßventil 78 und die Dampfleitung 80 zur Dampfleitung 42.To the availability and lifespan for boilers as well To enlarge the turbine system and also to ensure an optimal warm start, a turbine bypass is provided, so that steam can be continuously generated by the boiler 22 as if it were consuming in the turbine would, although this steam is only conducted through the turbine bypass. This turbine bypass includes a steam line 70, which is activated for bypass operation by actuating a high-pressure bypass valve 72. Of the Steam transmitted via this valve flows via line 74 to the inlet of the reheater 32 and from there from via the steam line 76 and a low-pressure bypass valve 78 and the steam line 80 to the steam line 42.
Um die Verluste durch den Wärmeverbrauch, der sich normalerweise in der Hochdruckturbine 12 ergibt und um ein Überhitzen des Nacherhitzers 32 zu vermeiden, wird aus der Wasserleitung 82 über die Pumpe 50 kaltes Wasser in die Dampfleitung 74 über ein Hochdruck-Sprühventil 84 eingeleitet. Es können auch andere Vorrichtungen vorgesehen sein, um Kühlflüssigkeit direkt dem Ventilaufbau zuzuführen In entsprechender Weise wird verhältnismäßig kaltes Wasser aus der Wasserleitung 85 hinter der Pumpe 46 dazu benutzt, um den Dampf in der Dampfleitung 80 abzukühlen, womit die Verluste durch den Wärmeentzug in der Niederdruckturbine 14 kompensiert und eine Überhitzung des Kondensators 40 vermieden wird. Ein Niederdruck-Sprühventil 86 ist in der Wasserleitung 85 vorgesehen, über welches das Wasser eingesprüht wird. Zur Steuerung der Ventile im Bypaßsystem dienen verschiedene zugeordnete Regeleinrichtungen. So wird beispielsweise mit Hilfe des Hochdruck-Reglers 90 das Hochdruck-Bypaßventil 72 und das Hochdruck-Sprühventil 84 gesteuert. Entsprechend wird mit Hilfe eines Niederdruck-Reglers 92 das Niederdruck-BypaßventilAbout the losses due to the heat consumption that normally results in the high pressure turbine 12 and about overheating of the reheater 32 is to avoid cold water from the water line 82 via the pump 50 in the Steam line 74 introduced via a high pressure spray valve 84. Other devices can also be provided to supply coolant directly to the valve assembly In a corresponding manner, relatively cold water from the water line 85 behind the pump 46 is used to to cool the steam in the steam line 80, thus reducing the losses due to the extraction of heat in the low-pressure turbine 14 is compensated and overheating of the capacitor 40 is avoided. A low pressure spray valve 86 is provided in the water line 85, through which the water is sprayed. To control the valves in the Various associated control devices are used by the bypass system. For example, with the help of the high pressure regulator 90 the high pressure bypass valve 72 and the high pressure spray valve 84 are controlled. Accordingly, with help a low-pressure regulator 92, the low-pressure bypass valve
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und das Niederdruck-Sprühventil 86 gesteuert. Verwendbare Niederdrucksprühventile sind durch die US-Patentanmeldung 321 160 vom 13. November 1981 bekannt.and the low pressure spray valve 86 is controlled. Usable Low pressure spray valves are known from US patent application 321,160 dated November 13, 1981.
Ein typischer bekannter Aufbau für die Hochdrucksteuerung geht aus Fig. 2 hervor, welche einen detaillierteren Ausschnitt eines Teils der Anlage gemäß Fig. 1 zeigt.A typical known structure for the high pressure control is shown in Fig. 2 which is a more detailed one Shows a detail of part of the system according to FIG.
Die Bypaßfunktion wird ausgelöst durch Vergleich des Drosseldruckes mit einem Drosseldruck-Sollwert, wobei eine Abweichung zwischen diesen beiden Signalen ein Steuersignal für das Hochdruck-Bypaßventil 72 auslöst. Im speziellen erzeugt der in der Dampfleitung angeordnete Druckwandler 100 ein dem tatsächlichen Drosseldruck proportionales Signal und überträgt dieses Signal über die Leitung 101 an einen Regler 102. Das tatsächliche, auf der Leitung 101 anliegende und den Drosseldruck beschreibende Signal wird mit dem über die Leitung 104 von einer Berechnungsschaltung 106 aus zugeführten Sollsignal verglichen. Der Berechnungsschaltung 106 wird über die Leitung 108 ein Signal zugeführt, welches den Dampfstrom kennzeichnet, indem die Druckverhältnisse an einer Verengung 110 in der Dampfleitung erfaßt werden. Die Strömungsanzeige wird durch verschiedene Faktoren modifiziert, wobei maximal und minimal zulässige Druckwerte bei der Ableitung des Sollwertes berücksichtigt werden. Diese Modifikationsfaktoren werden der Berechnungsschaltung 106 über Anschlüsse zugeführt, die mit dem Pfeil 112 angedeutet sind.The bypass function is triggered by comparing the Throttle pressure with a throttle pressure setpoint, with a deviation between these two signals a control signal for the high pressure bypass valve 72 triggers. In particular, the pressure transducer located in the steam line generates 100 a signal proportional to the actual throttle pressure and transmits this signal via the Line 101 to a regulator 102. The actual pressure present on line 101 and describing the throttle pressure The signal is compared with the setpoint signal supplied by a calculation circuit 106 via the line 104. A signal is fed to the calculation circuit 106 via the line 108, which characterizes the steam flow, by detecting the pressure conditions at a constriction 110 in the steam line. The flow indicator is modified by various factors, the maximum being and minimum permissible pressure values are taken into account when deriving the setpoint. These modification factors are fed to the calculation circuit 106 via connections which are indicated by the arrow 112.
In Abhängigkeit von den Abweichungen zwischen den beiden Eingangssignalen für den Regler 102 erzeugt dieser ein Steuersignal, welches einer Betätigungsschaltung 1 1A-für das Hochdruck-Bypaßventil 72 zugeführt wird. Aufgrund dieser Anordnung hängt der Drosseldrucksollwert von demDepending on the deviations between the two input signals for the controller 102, the latter generates a Control signal which an actuating circuit 1 1A-for the high pressure bypass valve 72 is supplied. Because of this arrangement, the throttle pressure setpoint depends on the
WS34-2P-2534 Dampfstrom ab.WS34-2P-2534 steam flow.
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Dampfstrom ab. Wenn sich die Lastverhältnisse ändern, ändert sich auch der Dampfstrom und entsprechend der Sollwert. Eine Änderung des Dampfstromes kann sich sowohl durch den Bypaßbetrieb als auch von der Turbine aus ergeben und haben jeweils Einfluß auf den Drosseldrucksollwert, der seinerseits wieder im Wiederholungsbetrieb Einfluß auf das Turbinensystem und das Bypaßsystem nimmt.Steam flow from. If the load ratios change, so will the steam flow and, accordingly, the Setpoint. A change in the steam flow can result both from the bypass operation and from the turbine and each have an influence on the throttle pressure setpoint, which in turn influences the repeated operation takes on the turbine system and the bypass system.
Bezüglich des Betriebs des Hochdruck-Sprühventils 8A-ist vorgesehen, daß ein Regler 120 auf die tatsächliche Temperatur am Eingang des Nacherhitzers 32 im Vergleich mit einem Temperatursollwert anspricht und ein Steuersignal an die Betätigungsschaltung 122 für das Hochdruck-Sprühventil liefert, um die Kühlung durch Einsprühen von Wasser zu steuern.Regarding the operation of the high pressure spray valve 8A-ist provided that a controller 120 is compared to the actual temperature at the input of the reheater 32 responds with a temperature setpoint and a control signal to the actuation circuit 122 for the high pressure spray valve supplies to control the cooling by spraying water.
Die Eingangstemperatur des Nacherhitzers 32 wird mitThe inlet temperature of the reheater 32 is with
Hilfe eines Temperaturgebers 12^- erfaßt, welcher einUsing a temperature sensor 12 ^ - detects which one
Signal über die Leitung 126 an den einen Eingang desSignal via line 126 to one input of the
Reglers 120 liefert, dessen anderer Eingang über dieController 120 supplies whose other input via the
Leitung 127 mit einem Temperatursollwert von dem Hauptregler 64 aus versorgt wird.Line 127 is supplied with a temperature setpoint from the main controller 64.
Die Sollwertberechnung erfordert einen beträchtlichen Aufwand an Zeit und ergibt bestenfalls einen empirisch abgeleiteten Kompromißwert, der nicht notwendigerweise einen optimalen Betrieb sicherstellt. Demgegenüber soll bei der vorliegenden Erfindung ein Sollwert als Funktion bestimmter Systemparameter abgeleitet werden, um die Temperatursteuerung zu verbessern. Zur Erläuterung wird auf Fig. 3 Bezug genommen.The setpoint calculation takes a considerable amount of time and, at best, gives an empirical one derived compromise value that does not necessarily ensure optimal operation. In contrast, should In the present invention, a target value can be derived as a function of certain system parameters in order to achieve the To improve temperature control. Reference is made to FIG. 3 for an explanation.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird zusätzlich zu dem auf der kalten Seite des Nacherhitzers mit HilfeIn the embodiment according to FIG. 3 is additionally to the one on the cold side of the reheater with the help
WS342P-253A- des TemperaturgebersWS342P-253A- the temperature sensor
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des Temperaturgebers 12A- festgestellten Temperatursignals ein zweiter Temperaturwert am Ausgang des Nacherhitzers mit Hilfe eines Temperaturgebers 134 erfaßt und über die Leitung 126 einer Adaptionsschaltung 14-4- zugeführt. Ein Sprühventilregler 14-0 wird einerseits mit dem Temperatursignal über die Leitung 126 und andererseits mit dem Sollwertsignal über die Leitung 141 beaufschlagt und sorgt für die Temperatureinstellung auf der kalten Seite des Nacherhitzers durch Betätigung des Hochdruck-Sprühventils 84. Dieses Sprühventil wird von der Betätigungsschaltung 122 aus betätigt, welche ihrerseits über die Leitung 142 von dem Sprühventilregler 140 angesteuert wird. Das Sprühventil kann in beliebiger Weise als elektrohydraulisches, elektromechanisches, oder elektromotorisch getriebenes Ventil ausgebildet sein.of the temperature sensor 12A- detected temperature signal a second temperature value is detected at the output of the reheater with the aid of a temperature transmitter 134 and over the line 126 is fed to an adaptation circuit 14-4-. A spray valve controller 14-0 is on the one hand with the temperature signal acted upon via line 126 and on the other hand with the setpoint signal via line 141 and ensures the temperature setting on the cold side of the reheater by actuating the high-pressure spray valve 84. This spray valve is actuated by the actuation circuit 122, which in turn has the line 142 is controlled by the spray valve controller 140. The spray valve can be used in any way as an electro-hydraulic, electromechanical or electric motor driven valve.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist das Sollwertsignal auf der Leitung 141 nicht vorausberechnet, sondern durch Adaption aus den Betriebsbedingungen mit Hilfe der Adaptionsschaltung 144 abgeleitet. Diese Adaptionsschaltung kann zusätzlich zu der Beaufschlagung mit den Temperatursignalen über die Leitungen 126 und 136 auch von externen Signalen beeinflußt werden, welche über Leitungen 146 und 147 zugeführt werden.In contrast to the prior art, the setpoint signal on line 141 is not calculated in advance, but rather by Adaptation derived from the operating conditions with the aid of the adaptation circuit 144. This adaptation circuit can in addition to the application of the temperature signals via the lines 126 and 136 also from external Signals which are fed via lines 146 and 147 are influenced.
Der Sprühventilregler wird in Abhängigkeit von gewissen Druckbedingungen aktiviert, so daß für diesen Zweck eine Druckregelschaltung 150 vorgesehen ist. Eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Druckregelschaltung 150 wird nachfolgend anhand der Fig. 6 beschrieben. Grundsätzlich wird, wenn das System im Bypaßbetrieb läuft, ein Ausgangssignal der Druckregelschaltung 150 über die Leitung 152 abgegeben, um die Temperaturregelung auszulösen.The spray valve regulator is activated depending on certain pressure conditions, so that for this purpose a Pressure control circuit 150 is provided. One example Embodiment of such a pressure regulating circuit 150 is described below with reference to FIG. Basically, when the system is running in bypass mode, a Output signal of the pressure control circuit 150 delivered via line 152 to trigger the temperature control.
WS342P-2534 Eine detaillierteWS342P-2534 A detailed
Eine detaillierte Beschreibung dieses Betriebszustands wird anhand der Fig. 4 gegeben.A detailed description of this operating state is given with reference to FIG.
Die Andaptionsschaltung 14-4· zur Einstellung des Sollwertes umfaßt einen PI-Regler 160, der über die Leitung 136 mit dem hohen Temperatursignal nach dem Nacherhitzer und über die Leitung 162 mit einem zweiten Signal von einer Summierschaltung 164 beaufschlagt wird. Da auch der Regler für die Sprühventile 140 PI-Regler umfaßt, wird nachfolgend für diese Regler eine kurze Erläuterung anhand der Fig. 5 gegeben.The adaptation circuit 14-4 · for setting the setpoint includes a PI controller 160, which via line 136 with the high temperature signal after the reheater and a second signal from a summing circuit 164 is applied via line 162. There too the controller for the spray valves 140 includes PI controllers, a brief explanation is given below for these controllers given with reference to FIG. 5.
Der PI-Regler wird mit zwei Eingangssignalen A und B beaufschlagt und ermittelt die Differenz dieser beiden Signale. Das Differenzsignal wird mit dem Faktor K verstärkt und das davon abgeleitete Signal zu dem Integral dieses Signals addiert. Als Ergebnis erhält man das Regelsignal am Ausgang C. Die Schemaschaltung gemäß Fig. 5 umfaßt ferner eine obere und untere Grenzwertschaltung 143, welche das Ausgangssignal auf einen Maximalwert entsprechend einem oberen, über die Leitung D zugeführten Grenzwert begrenzt und ferner entsprechend dem Grenzwertsignal E das Ausgangssignal auf einen minimalen Grenzwert begrenzt. Eine alternative Ausführungsform kann vorsehen, daß der obere und untere Grenzwert durch eine interne Schaltung des Reglers geliefert wird. Wenn über die Leitung D die Spannung Null wirksam ist, wird das Ausgangssignal auf dem Wert Null Volt festgehalten. Ein entsprechendes höheres ausgangsseitiges Regelsignal kann dadurch eingestellt werden, daß der über die Leitung D angelegte Grenzwert einen höheren Signalwert hat. In diesem Fall würde das angelegte Signal als Freigabesignal für den Regler wirken.The PI controller receives two input signals A and B and determines the difference between these two Signals. The difference signal is amplified by the factor K. and adding the signal derived therefrom to the integral of this signal. The control signal is obtained as the result at output C. The schematic circuit according to FIG. 5 also includes an upper and lower limit value circuit 143, which the output signal to a maximum value corresponding to an upper limit value supplied via line D. limited and, furthermore, the output signal is limited to a minimum limit value in accordance with the limit value signal E. An alternative embodiment can provide that the upper and lower limit value is supplied by an internal circuit of the controller. If the line D the Voltage zero is effective, the output signal is held at the value zero volts. A correspondingly higher one The control signal on the output side can be set by adjusting the limit value applied via line D. has a higher signal value. In this case, the applied signal would act as an enable signal for the controller.
In einer zweiten Betriebsart, in welcher ein Gleichlauf zu einem über die Leitung F angelegten Signal erwünschtIn a second operating mode, in which synchronization with a signal applied via line F is desired
WS342P-2534 ist, erscheintWS342P-2534 appears
ist, erscheint am Ausgang C ein entsprechendes Signal, wenn über die Leitung G ein Freigabesignal angelegt wird. In diesem Fall wird die auf die Differenz der beiden Eingangssignale über die Leitungen A und B wirksame PI-Funktion am Ausgang nicht mehr wirksam. Derartige PI-Regler werden intensiv benutzt und sind kommerziell erhältlich. Selbstverständlich kann die PI-Funktion auch mit Hilfe von Mikroprozessoren oder anderen Rechnern verwirklicht werden.is, a corresponding signal appears at output C when an enable signal is applied via line G. In this case, the PI function effective on the difference between the two input signals via lines A and B. no longer effective at the output. Such PI controllers are used extensively and are commercially available. Of course, the PI function can also be used with the help of can be realized by microprocessors or other computers.
Mit Bezugnahme auf Fig. 4 entsprechen den Leitungen A und B gemäß Fig. 5 beim PI-Regler 160 die Leitungen und 162. Die Leitung 141 entspricht der Ausgangsleitung C, die Leitung 166 der Leitung D, die Leitung 168 der Leitung G und die Leitung 126 der Leitung F gemäß Fig. 5.With reference to FIG. 4, the lines A and B of FIG. 5 correspond to the lines in the PI controller 160 and 162. Line 141 corresponds to output line C, line 166 to line D, line 168 to line G and the line 126 of the line F according to FIG. 5.
Die Adaptionsschaltung 144 umfaßt ferner einen Speicher 170, in welchem das hohe Temperatursignal vom Nacherhitzer gespeichert wird, wenn das System in den Bypaßbetrieb übergeht. Das gespeicherte Temperatursignal wird über die Leitung 172 dem einen Eingang der Summierschaltung 164 zugeführt, deren weiteres Eingangssignal über die Leitung 174 von einer Funktionsschaltung 176 abgeleitet wird, welche ein über die Leitung 178 von einer Differenzschaltung 180 zugeführtes Signal graduell ansteigen läßt. Die Differenzschaltung 180 liefert ein Ausgangssignal, welches die Differenz zwischen dem gespeicherten hohen Temperatursignal auf der Leitung 172 und einem Signal 182 darstellt, welches der von dem Signalselektor 184 ausgewählte niedrigere Signalwert über die Leitungen 146 oder 147 auswählt. Eine Schwellwertschaltung 186 wird von dem Ausgangssignal der Druckregelschaltung 150 über die Leitung 152 beaufschlagt und stellt das Freigabesignal für den Bypaßbetrieb dar, um:The adaptation circuit 144 also includes a memory 170, in which the high temperature signal from the reheater is stored when the system is in bypass mode transforms. The stored temperature signal is transmitted via line 172 to one input of the summing circuit 164 supplied, the other input signal via the Line 174 is derived from a functional circuit 176, which is a via line 178 from a differential circuit 180 applied signal can gradually increase. The differential circuit 180 provides an output signal, which is the difference between the stored high temperature signal on line 172 and a signal 182 illustrates which lower signal level selected by signal selector 184 over the lines 146 or 147 selects. A threshold circuit 186 is based on the output signal of the pressure regulating circuit 150 applied via line 152 and represents the enable signal for bypass operation in order to:
WS342P-2534 a) den SpeicherWS342P-2534 a) the memory
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a) den Speicher 170 zu veranlassen, den hohen Temperaturwert des Nacherhitzers festzuhalten,a) to cause the memory 170 to hold the high temperature value of the reheater,
b) die Funktionsschaltung 176 in Betrieb zu nehmen und c} den PI-Regler 160 in Betrieb zu nehmen.b) to put the functional circuit 176 into operation and c} to put the PI controller 160 into operation.
Wenn das Freigabesignal von der Schwellwertschaltung 186 nicht anliegt, liefert eine NOT-Schaltung 188 über die Leitung 168 ein Nachlaufsignal, wogegen beim Vorhandensein eines Ausgangssignals an der Schwellwertschaltung 126 dieses Nachlaufsignal unterdrückt wird.When the release signal from the threshold circuit 186 is not present, a NOT circuit 188 supplies an overrun signal via line 168, whereas if it is present of an output signal at the threshold value circuit 126, this lag signal is suppressed.
Zum Zwecke der weiteren Erläuterung wird angenommen, daß bei einem bestimmten Betriebszustand der Turbinen eine Schnellabschaltung das Schließen der Regelventile und das Einleiten eines Bypaßbetriebes notwendig macht. Ferner sei angenommen, daß die tiefe Temperatur auf der kalten Seite des Nacherhitzers etwa 755 K und auf der heißen Seite des Nacherhitzers etwa 810 K beträgt.For the purpose of further explanation it is assumed that in a certain operating condition of the turbines a quick shutdown makes the closing of the control valves and the initiation of a bypass operation necessary. It is also assumed that the low temperature on the cold side of the reheater is about 755 K and on the The hot side of the reheater is around 810 K.
Bei der Auslösung des Bypaßbetriebes bewirkt ein Signal von der Druckregelschaltung 150 über die Leitung 152, daß die Schwellwertschaltung 186 ein Auslösesignal abgibt und der Speicher 170 die hohe Temperatur von 810 K speichert. Vor dem Bypaßbetrieb ist der PI-Regler 160 der niederen Temperatur auf der Leitung 126 gefolgt, so daß das Ausgangssignal über die Leitung 1 ή-1 die auf der kalten Seite des Nacherhitzers anliegende Temperatur repräsentiert und diese so lange hält, bis die Eingangssignale für den PI-Regler 160 geändert werden. In dieser Hinsicht wirkt der PI-Regler 160 wie ein Speicher für den tiefen Temperaturwert. Bei diesem Zustand ist das tatsächliche Temperatursignal für die Temperatur auf der kalten Seite des Nacherhitzers auf der Leitung 126 identisch mit dem Sollwertsignal auf der Leitung 141, so daß kein Ausgangssignal von dem Sprühventilregler 140 geliefert wird, dessenWhen the bypass operation is triggered, a signal from the pressure control circuit 150 via line 152 that the threshold value circuit 186 emits a trigger signal and the memory 170 stores the high temperature of 810 K. Before the bypass operation, the PI controller 160 has followed the lower temperature on the line 126, so that the output signal on line 1 ή-1 the one on the cold Side of the reheater represents the temperature present and holds it until the input signals for the PI controller 160 can be changed. In this regard, the PI controller 160 acts like a memory for the low Temperature value. In this condition, the actual temperature signal for the temperature is on the cold side of the reheater on line 126 is identical to the setpoint signal on line 141, so that no output signal is supplied by the spray valve controller 140, whose
WS342P-2534 Funktionsweise nachfolgendWS342P-2534 Functioning below
Funktionsweise nachfolgend erläutert wird. Das Eingangssignal für den PI-Regler 160 auf der Leitung 136 ist das tatsächliche Temperatursignal für die Temperatur auf der heißen Seite des Nacherhitzers. Der PI-Regler 160 empfängt zusätzlich ein Eingangssignal über die Leitung von der Summierschaltung 164. Das Ausgangssignal der Funktionsschaltung 176 ändert sich nicht augenblicklich, wenn der Bypaßbetrieb aufgenommen wird, so daß die Summierschaltung 164 ausgangsseitig ein Signal zur Verfügung stellt, welches gleich dem Eingangssignal auf der Leitung 172 ist, d. h., der gespeicherten hohen Temperatur entspricht. Function is explained below. The input signal for PI controller 160 on line 136 is this actual temperature signal for the temperature on the hot side of the reheater. The PI controller 160 additionally receives an input on line from summing circuit 164. The output of the Function circuit 176 does not change instantly, when the bypass operation is started, so that the summing circuit 164 has a signal available on the output side which is equal to the input signal on line 172; i.e., corresponds to the stored high temperature.
Wenn man den Einfluß der Funktionsschaltung 176 der Differenzschaltung 180 und des Signalselektors 184 außer acht läßt, stellt man fest, daß die Eingangssignale über die Leitungen 136 und 162 am PI-Regler 160 identisch sind, so daß sich auch keine Änderung für dessen Ausgangssignal ergibt. Der eingestellte Sollwert behält damit seinen vor der Inbetriebnahme des Bypaßbetriebes eingenommenen Wert. Wenn die Turbinen nunmehr ihren Betrieb wieder aufnehmen, würden die Temperaturen die gleichen wie kurz vor der Abschaltung sein, so daß der Normalbetrieb weitergeführt werden kann. Es sei nun angenommen, daß sich aus irgendwelchen Gründen die hohe bzw. tiefe Temperatur verändert. So kann z.B. der Wärmeanstieg im Nacherhitzer verändert sein. Wenn sich die tiefe Temperatur ändert, stimmt sie nicht mehr länger mit dem zuvor gespeicherten Wert auf der Leitung 141 überein, so daß das gestörte Gleichgewicht den Sprühventilregler 114 in Betrieb setzt, um eine Korrektur zu bewirken. Wenn sich die hohe Temperatur ändert, verändert sich das Eingangssignal über die Leitung 136 für den PI-Regler 116 und stimmt nicht mehr mit der zuvor gespeicherten hohen Temperatur aufConsidering the influence of the function circuit 176 of the differential circuit 180 and the signal selector 184 disregard, it is found that the input signals via the Lines 136 and 162 on PI controller 160 are identical, so that there is also no change for its output signal results. The setpoint value that has been set thus retains the value it had before the bypass operation was started up Value. When the turbines now start operating again, the temperatures would be the same as briefly before switching off so that normal operation can be continued. It is now assumed that changed the high or low temperature for whatever reason. For example, the increase in heat in the reheater be changed. When the low temperature changes, it is no longer consistent with the previously stored one Value on line 141 corresponds, so that the disturbed equilibrium puts the spray valve regulator 114 into operation, to effect a correction. When the high temperature changes, the input signal changes over the line 136 for the PI controller 116 and no longer agrees with the previously stored high temperature
WS342P-2534 der LeitungWS342P-2534 of the line
der Leitung 162 überein. Infolge dieser Änderung bewirkt der PI-Regler eine Änderung des Sollwertes, indem das Gleichgewicht der Eingangssignale zum Sprühventilregler 114 gestört und entsprechend eine Korrektur ausgeführt wird. Die Korrektur bewirkt eine Änderung der tiefen Temperatur, um die hohe Temperatur auf dem zuvor gespeicherten Wert beibehalten zu können.of line 162 match. As a result of this change, the PI controller changes the setpoint by changing the The balance of the input signals to the spray valve controller 114 is disturbed and a correction is carried out accordingly will. The correction causes a change in the low temperature to match the high temperature on the previously saved one To be able to maintain value.
Als weiteres Beispiel soll die Auslösung des Bypaßbetriebes zu einem Zeitpunkt betrachtet werden, bei welchem die hohe Temperatur etwa 800 K und nicht 810 K beträgt, was im Interesse eines besseren termisehen Wirkungsgrades wünschenswert ist. In diesem Fall wird die Temperatur von 810° K über die Leitung 147 eingegeben und kann beispielsweise von der Turbinenregelung 62 gemäß Fig. 1 automatisch oder auch von einer Bedienungsperson per Hand eingegeben werden. Zu diesem Zeitpunkt Ist das Signal auf der Leitung 146 auf seinen Maximalwert angestiegen, der die gewünschte Temperatur von beispielsweise 810° K kennzeichnet, so daß der Signalselektor 184 für den unteren Signalwert ein Ausgangssignal über die Leitung 182 abgibt, der diese gewünschte Temperatur von 810 K kennzeichnet. Bei dem betrachteten Beispiel wurde die hohe Temperatur von 800 K nach der Auslösung des Bypaßbetriebs gespeichert, so daß das zugehörige Temperatursignal über die Leitung 172 sowohl der Summierschaltung 64 als auch der Differenzschaltung 180 zugeführt wird, welche die Differenz von 10 C ermittelt und einen entsprechenden Wert über die Leitung 178 an die Funktionsschaltung 176 abgibt. Da die Funktionsschaltung in Betrieb ist, wird sie langsam das ausgangsseitige Signal über die Leitung 174 an die Summierschaltung 164 anheben, welches zu dem zuvor gespeicherten Wert von 800° K addiert wird. Da termische Belastungen vermieden werden sollen, wird das Signal auf derAs a further example, the triggering of the bypass operation should be considered at a point in time at which the high temperature is approximately 800 K and not 810 K, which is desirable in the interests of better long-term efficiency. In this case, the temperature of 810 ° K is entered via the line 147 and can be entered automatically by the turbine control 62 according to FIG. 1 or by an operator manually. At this point in time, the signal on line 146 has risen to its maximum value, which characterizes the desired temperature of 810 ° K , for example, so that signal selector 184 emits an output signal via line 182 for the lower signal value, which indicates this desired temperature of 810 K indicates. In the example under consideration, the high temperature of 800 K was stored after the bypass operation was triggered, so that the associated temperature signal is fed via line 172 to both the summing circuit 64 and the differential circuit 180, which determines the difference of 10 C and a corresponding value via the line 178 to the functional circuit 176. Since the functional circuit is in operation, it will slowly increase the signal on the output side via the line 174 to the summing circuit 164, which is added to the previously stored value of 800 ° K. Since thermal loads are to be avoided, the signal on the
WS342P-2534 Leitung 162 nurWS342P-2534 line 162 only
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Leitung 162 nur sehr langsam im Wert erhöht, so daß sich auch der Sollwert auf der Leitung 14-1 nur sehr langsam ändert, um die Temperatur auf der kalten Seite des Nacherhitzers auf einen Wert anzuheben, bei welchem die ausgangsseitige Temperatur des Nacherhitzers den gewünschten Wert von 810° K annimmt.Line 162 increases in value only very slowly, so that the setpoint value on line 14-1 also increases only very slowly changes in order to raise the temperature on the cold side of the reheater to a value at which the outlet side The temperature of the reheater assumes the desired value of 810 ° K.
Es werden zwei Beispiele der Temperatursteuerung beschrieben. Beide Möglichkeiten treten während eines normalen Betriebs der Turbinen auf, wobei im ersten Fall die Aufrechterhaltung derselben Temperaturbedingungen und im zweiten Fall die Annäherung an eine neue Temperatur entsprechend einem über die Leitung 147 von der Turbinenregelung 62 vorgesehenen Sollwert dargestellt wird. Eine dritte Situation soll berücksichtigt werden, bei der ein Warmstart durchgeführt wird.Two examples of temperature control are described. Both possibilities occur during a normal Operation of the turbines, in the first case maintaining the same temperature conditions and in in the second case, the approach to a new temperature corresponding to a via line 147 from the turbine control 62 provided setpoint is shown. A third situation should be considered in which a warm start is carried out.
Es wird angenommen, daß das Turbinensystem während der Nacht abgeschaltet und am nächsten Morgen wieder eingeschaltet wird. Während eines solchen sogenannten Stillstandes wird eine Rotation der Turbinen mit niedriger Drehzahl über ein Getriebe aufrechterhalten, um ein Verziehen oder Verstellen des Rotors zu vermeiden. Gegen Morgen ist der Kessel auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur abgekühlt, wogegen die Turbinen infolge ihrer sehr großen metallischen Masse über der Temperatur des Kessels liegen. Beispielsweise kann in einem solchen Fall die hohe Temperatur nach dem Nacherhitzer bei etwa 580 K liegen, wogegen aufgrund der Metalltemperatur des Turbinensystems eine Dampftemperatur von etwa 780 K gegeben sein sollte.It is assumed that the turbine system was turned off during the night and turned on again the next morning will. During such a so-called standstill, the turbines will rotate at a low speed sustained via a gear to avoid warping or adjusting the rotor. Towards morning the kettle is at a relatively low temperature cooled, whereas the turbines are above the temperature of the boiler due to their very large metallic mass. For example, in such a case the high temperature after the reheater can be around 580 K, whereas Due to the metal temperature of the turbine system, the steam temperature should be around 780 K.
Am Morgen wird daher zunächst der Bypaßbetrieb eingeschaltet, wobei der Speicher die Temperatur von 590° K speicher und die Turbinenregelung entweder automatisch oder durchIn the morning, the bypass mode is therefore switched on first, with the memory storing the temperature of 590 ° K and the turbine control either automatically or by
WS34-2P-2534 Handeingabe einWS34-2P-2534 manual input
Handeingabe ein Sollwert vorgibt, der eine Temperatur von 780° K kennzeichnet und über die Leitung 147 auf den Signalselektor 184 gibt. Während des Bypaßbetriebes wird das Signal auf der Leitung 146 auf den Maximalwert angehoben, d. h. der Wert 780° K wird in die Differenzschaltung 180 eingespeist, welche ausgangsseitig ein Signal auf die Funktionsschaltung 176 gibt, das eine Temperaturdifferenz von 190° C kennzeichnet. Aufgrund dieses Differenzsignals wird der über die Leitung 141 abgegebene Sollwert langsam angehoben, um den Dampf auf ^ die richtige Temperatur zu bringen. Beim Erreichen dieser Temperatur können die Regelventile geöffnet werden, um die Turbine auf Touren kommen zu lassen, wobei gleichzeitig das Sollwertsignal über die Leitung 147 weiter angehoben werden kann, damit schließlich der für den Normalbetrieb gewünschte Temperaturwert von 810° K eingestellt wird.Manual input specifies a setpoint which characterizes a temperature of 780 ° K and which is sent to the signal selector 184 via the line 147. During bypass operation, the signal on line 146 is raised to the maximum value, ie the value 780 ° K is fed into differential circuit 180, which outputs a signal to function circuit 176 that indicates a temperature difference of 190 ° C. On the basis of this difference signal, the setpoint output via line 141 is slowly increased in order to bring the steam to the correct temperature. When this temperature is reached, the control valves can be opened in order to let the turbine rev up, while at the same time the setpoint signal can be increased further via line 147 so that the temperature value of 810 ° K desired for normal operation is finally set.
Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann es notwendig oder wünschenswert sein, die Temperatur auf der warmen Seite des Nacherhitzers zu modifizieren, um sich auf bestimmte, durch den Kessel bedingte Situationen einzustellen. Entsprechend wird ein Sollwert für die Nacherhitzertemperatur über die Leitung 146 auf den Signalselektor 184 gegeben, der von der Kesselregelung 60 gemäß Fig. 1 stammen kann. Dieses Temperatursollwertsignal wird auf seinen Maximalwert angehoben und festgehalten, wie bereits vorausstehend beschrieben wurde, so daß das Sollwertsignal auf der Leitung 147 für Kontrollzwecke ausgewählt werden kann. Es sei bemerkt, daß letzteres Signal auf der gewünschten Temperatur gehalten wird und, obwohl diese Temperaturanzeige im vorliegenden Fall größer als die tatsächliche Temperatur am Ausgang des Nacherhitzers ist, kann unter bestimmten BetriebsbedingungenUnder certain operating conditions it may be necessary or desirable to modify the temperature on the warm side of the reheater in order to adapt to certain situations caused by the boiler. Correspondingly, a setpoint value for the reheater temperature is given via line 146 to signal selector 184, which can originate from boiler control 60 according to FIG. 1. This temperature setpoint signal is raised to its maximum value and held, as previously described, so that the setpoint signal on line 147 can be selected for control purposes. It should be noted that the latter signal is kept at the desired temperature and, although this temperature display in the present case is greater than the actual temperature at the outlet of the reheater, under certain operating conditions
WS342P-2534 die gewünschteWS342P-2534 the desired
~:"U"::=O.:-.: 323SSS7~: "U" :: = O.:- .: 323SSS7
die gewünschte Temperatur niedriger als die tatsächliche sein, so daß die Differenzschaltung 180 ein negatives Ausgangssignal an die Funktionsschaltung 176 gibt, deren Ausgangssignal in negativer Richtung langsam ansteigt, um den Wert von dem über die Leitung 172 vom Speicher zugeführten Temperatursignal abzuziehen.the desired temperature will be lower than the actual, so the differential circuit 180 is a negative Outputs the output signal to the function circuit 176, the output signal of which increases slowly in the negative direction, to subtract the value from the temperature signal supplied via line 172 from the memory.
Damit liefert die Adaptionsschaltung 144 über die Leitung 141 einen angepaßten Sollwert während des Bypaßbetriebs, um die Temperatur auf der Ausgangsseite des Nacherhitzers ν auf einem bestimmten vorgegebenen Wert während des Normalbetriebs zu halten oder während des Anlaufbetriebs diese Temperatur durch entsprechende Betätigung der Sprühventilregler einzustellen.The adaptation circuit 144 thus supplies an adapted setpoint value via the line 141 during bypass operation, around the temperature on the output side of the reheater ν at a certain predetermined value during normal operation to maintain this temperature or during start-up operation by actuating the spray valve regulator accordingly to adjust.
Der Sprühventilregler 140 enthält zwei PI-Regler 200-1 und 200-2. Das niedere Temperatursignal von der Eingangsseite des Nacherhitzers wird über die Leitung 126 an beide Regler angelegt, auf welche über die Leitung 141 das adaptierte Sollwertsignal wirkt. Für den Regelbetrieb wird lediglich einer der beiden PI-Regler 202-1 oder 202-2 zu einem gegebenen Zeitpunkt freigegeben und, wenn dies der Fall ist, liefert der PI-Regler 200-1 ein Ausgangs-Su^ signal über die Leitung 202 und der Regler 200-2 ein Ausgangssignal über die Leitung 203. Die Leitung 202 führt zu einer Summierschaltung 206 ebenso wie die Leitung 203. Das Ausgangssignal jedes der beiden PI-Regler wird außerdem dem anderen Regler zugeführt, um diesen auf Gleichlauf zu steuern, so daß jeder der Regler das Ausgangssignal des jeweiligen anderen Reglers im Nachlaufbetrieb reproduziert.The spray valve controller 140 includes two PI controllers 200-1 and 200-2. The lower temperature signal from the input side of the reheater is applied via line 126 to both controllers, on which the adapted setpoint signal acts via line 141. For control operation only one is released of the PI controller 202-1 or 202-2 at a given time and, if this is the case, the PI controller 200-1 supplies an output signal Su ^ via line 202 and the controller 200-2 an output signal via the line 203. The line 202 leads to a summing circuit 206 as well as the line 203. The output signal of each of the two PI controllers is also fed to the other controller in order to control it to synchronize so that each of the controllers reproduces the output signal of the respective other controller in the follow-up mode.
Obwohl die beiden PI-Regler identisch mit dem anhand von Fig. 5 erläuterten Regler sind, weisen sie unterschied-Although the two PI controllers are identical to the controller explained with reference to FIG. 5, they have different
WS342P-2534 liehe Zeitkonstanten auf.WS342P-2534 borrowed time constants.
> * 0 Λ > * 0 Λ
fc φ 4b «ν «tn «« »ν -»fc φ 4b «ν« tn «« »ν -»
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liehe Zeitkonstanten auf. Wenn der PI-Regler 200-1 für den Betrieb ausgewählt wird, liefert er ausgangsseitlg ein Signal in Abhängigkeit von nicht abgestimmten Eingangssignalen über die Leitungen 126 und 141 wesentlich schneller als dies für den PI-Regler 200-2 der Fall ist, wenn dieser die Regelung übernimmt. Da die Regler als Analogschaltungen aufgebaut sind, ist der Integrationsteil des PI-Reglers 200-1 mit einer Zeitkonstante TC1 versehen. Der PI-Regler 200-2 hat eine Zeitkonstante TC2, die größer als die Zeitkonstante TC1 ist.borrowed time constants. If the PI controller 200-1 for the operation is selected, it delivers a signal on the output side as a function of non-matched input signals via the lines 126 and 141 much faster than is the case for the PI controller 200-2 when it takes over the control. Because the regulators as analog circuits are constructed, the integration part of the PI controller 200-1 is provided with a time constant TC1. The PI controller 200-2 has a time constant TC2 that is greater than the time constant TC1.
Anstelle eines einzigen Reglers mit einer Ansprechzeit für alle Betriebssituationen ist in der beschriebenen Ausführungsform vorgesehen, daß einer der beiden Regler ausgewählt werden kann, je nachdem, in welchem Betriebszustand sich die Anlage befindet, d. h., ob das System im Anlaufbetrieb oder im vollen Betriebszustand arbeitet. Der PI-Regler 200-1 mit der kurzen Zeitkonstante wird für den voll eingefahrenen Betrieb vorgesehen, wobei ein Bypaßbetrieb nicht eingeschaltet ist, und bei welchem eine kurze Ansprechzeit auf Laständerungen möglich sein soll. Dagegen wird der PI-Regler 200-2 mit der langsamen Ansprechzeit für die Einschaltphase benutzt.Instead of a single controller with a response time for all operating situations is described in the Embodiment provided that one of the two controllers can be selected depending on the operating status of the system, d. i.e. whether the system works in start-up mode or in full operating state. The PI controller 200-1 with the short time constant is intended for fully retracted operation, with a bypass operation not switched on, and in which a short response time to load changes should be possible. On the other hand, the PI controller 200-2 operates with the slow Response time used for the switch-on phase.
Die Auswahl des für die Nachlaufsteuerung benutzten Reglers und des auf die Eingangssignale ansprechenden Reglers erfolgt mit Hilfe eines Signals über die Anschlußklemme 210, welches von Hand oder auch automatisch aufgeschaltet werden kann. Das Anlegen eines binären Signals mit einem ersten logischen Signalniveau wirkt als Auslösesignal über die Leitung 212 und schaltet aufgrund des Vorhandenseins der NOT-Schaltung 214 das zuvor auf der Leitung wirksame Signal ab, so daß der PI-Regler 200-1 veranlaßt wird, auf eine rasche Laständerung anzusprechen, dieThe selection of the controller used for the follow-up control and the controller responding to the input signals takes place with the aid of a signal via the connection terminal 210, which is activated manually or automatically can be. The application of a binary signal with a first logical signal level acts as a trigger signal via the line 212 and, due to the presence of the NOT circuit 214, switches the previously on the line effective signal, so that the PI controller 200-1 is caused to respond to a rapid change in load, the
WS342P-2534 ein UngleichgewichtWS342P-2534 an imbalance
'V--..: ::: :..·■.::. 3235S57:: .. · ■: :::: .. - 'V.. 3235S57
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ein Ungleichgewicht bezüglich der Eingangssignale auf den Leitungen 126 und 141 auslösen würde. Oer PI-Regler 200-2 folgt dem Ausgangssignal auf der Leitung 202 und wiederholt es auf seiner Ausgangsleitung 203. Das Anlegen eines binären Signals entgegengesetzten Signalniveaus an die Klemme 210 kehrt die Verhältnisse um, so daß der PI-Regler 200-1 dem Ausgangssignal auf der Leitung vom PI-Regler 200-2 folgt und es auf seiner Ausgangsleitung 200-2 wiedergibt.an imbalance in the input signals on lines 126 and 141 would cause. Oer PI controller 200-2 follows the output signal on line 202 and repeats it on its output line 203. The application a binary signal of opposite signal levels to the terminal 210 reverses the ratios, so that the PI controller 200-1 follows the output signal on the line from PI controller 200-2 and it on its output line 200-2 reproduces.
Keiner der Regler wird wirksam werden, bevor nicht ein Auslösesignal über die Leitung 220 wirksam ist, welches einen Bypaßbetrieb anzeigt und durch ein Ausgangssignal der Druckreglerschaltung 150 über die Leitung 152 verursacht wird. Dieses letztere Ausgangssignal wird über eine Verstärkerschaltung 222 geführt, die Ihrerseits das Auslösesignal abgibt.None of the regulators will take effect until a trip signal is effective on line 220, which indicates a bypass operation and caused by an output signal of the pressure regulator circuit 150 via line 152 will. This latter output signal is passed through an amplifier circuit 222, which in turn emits the trigger signal.
Für die weitere Betrachtung sei angenommen, daß der Bypaßbetrieb derart eingeleitet ist, daß beide PI-Regler 200-1 und 200-2 für den Betrieb freigegeben sind. Wenn der Bypaßbetrieb während der Anlaufphase auftritt, übernimmt der PI-Regler 200-1 die Steuerung und der PI-Regler 200-1 K^ die Nachlaufsteuerung, wogegen beim voll eingeschalteten Betrieb der Turbinen der PI-Regler 200-1 die Regelung und der PI-Regler 200-2 die Nachsteuerung übernimmt.For further consideration it is assumed that the bypass operation has been initiated in such a way that both PI controllers 200-1 and 200-2 are enabled for operation. If the bypass operation occurs during the start-up phase, the PI controller 200-1 takes over the control and the PI controller 200-1 K ^ the follow-up control, whereas when the turbines are fully switched on, the PI controller 200-1 takes over the control and the PI Controller 200-2 takes over the readjustment.
Wenn entweder die tiefe Temperatur auf der Leitung oder der adaptive Sollwert auf der Leitung 14-1, wie zuvor diskutiert,sich ändert, reagiert der eingeschaltete Regler auf die Differenz der beiden Signale und liefert ein Ausgangssignal, das entweder zum Öffnen oder zum Schließen des Hochdruck-Sprühventils 84 verwendet wird, um die hohe Temperatur ausgangsseitig vom Nacherhitzer durchIf either the low temperature on line or the adaptive setpoint on line 14-1, as before discussed, changes, the activated controller reacts to the difference between the two signals and delivers a Output signal that is used to either open or close the high pressure spray valve 84 to control the high temperature on the output side from the reheater
WS342P-2534 die EinstellungWS342P-2534 the setting
die Einstellung der tiefen Temperatur an der Eingangsseite des Nacherhitzers durch Zugabe von Wasser in die Dampfleitung 74 einzustellen.Setting the low temperature on the inlet side of the reheater by adding water to the steam line 74 set.
Die Summierschaltung 206 liefert ein Ausgangssignal, welches die halbe Größe der Summe der Eingangssignale hat. Es sei angenommen, daß der PI-Regler 200-1 auf eine Differenz seiner Eingangssignale anspricht und über die ausgangsseitige Leitung 202 ein Signal vom Wert A abgibt. Dieses Signal wird sowohl der Summierschaltung 206 als auch dem PI-Regler 200-2 zugeführt, der, nachdem er im Nachlaufbetrieb arbeitet, dasselbe Signal A an seinem Ausgang über die Leitung 203 zur Verfügung stellt. Die halbe Summe der Eingangssignale an der Summierschaltung 206 bewirken somit ein Ausgangssignal A auf der Leitung 142.Bei dieser Anordnung kann die Regelfunktion auf den anderen Regler umgeschaltet werden, wobei das gleiche Ausgangssignal auf der Leitung 142 erhalten bleibt und einen stoßfreien Übergang der Regelfunktion sicherstellt.The summing circuit 206 provides an output signal which is half the size of the sum of the input signals Has. It is assumed that the PI controller 200-1 responds to a difference in its input signals and via the line 202 on the output side emits a signal of the value A. This signal is provided to both summing circuit 206 and also fed to the PI controller 200-2, which, after working in the follow-up mode, has the same signal A at its Output via line 203 is available. Half the sum of the input signals at the summing circuit 206 thus cause an output signal A on line 142. With this arrangement, the control function can be based on the other controller can be switched, with the same output signal on line 142 is maintained and ensures a smooth transition of the control function.
Als eine Alternative ist in Fig. 4A eine Schaltung dargestellt, mit welcher dieselbe Nachlaufsteuerung und stoßfreie Umschaltung der Regelung möglich ist, indem das Ausgangssignal der Summierschaltung 206 mit den der Nachsteuerung zugeordneten Eingängen der PI-Regler über die Leitung 208 verbunden ist.As an alternative, a circuit is shown in Fig. 4A with which the same follow-up control and bumpless Switching over the regulation is possible by connecting the output signal of the summing circuit 206 with that of the readjustment associated inputs of the PI controller is connected via line 208.
Wenn es wünschenswert ist, kann die Einleitung des Bypaßbetriebes auch dazu benutzt werden, um von Anfang an das Sprühventil 84 auf eine bestimmte Position einzustellen, damit zur Temperatursteuerung rasch Sprühwasser zugeführt werden kann. Diese vorbestimmte Position kann durchaus nicht genau genug eingestellt sein, um eine feine Temperatursteuerung möglich zu machen. Aus diesem Grund wirdIf it is desirable, the initiation of the bypass operation can also be used to start from the beginning adjust the spray valve 84 to a specific position so that spray water is quickly supplied for temperature control can be. This predetermined position may not be set precisely enough for fine temperature control to make possible. Because of this, will
WS342P-2534 die StellungWS342P-2534 the position
die Stellung des Sprühventils mit Hilfe des Ausgangssignals des Sprühventilreglers 114 nachgestellt. Zu diesem Zweck ist eine Summierschaltung 22A- und ein Proportionalverstärker 226 vorgesehen. Der Proportionalverstärker spricht auf jegliches Ausgangssignal der Druckregelschaltung 150 über die Leitung 152 an und liefert an die Summierschaltung 224 ein entsprechend skalliertes Signal, um eine Grobeinstellung des Sprühventils vorzunehmen. Das auf der Leitung 142 zur Verfugung stehende Ausgangssignal wird ebenfalls der Summierschaltung 224 zugeführt und . dort zu einem Signal addiert oder von diesem subtrahiert,the position of the spray valve is readjusted with the aid of the output signal of the spray valve regulator 114. To this The purpose is a summing circuit 22A and a proportional amplifier 226 provided. The proportional amplifier responds to any output signal from the pressure control circuit 150 via line 152 and supplies a correspondingly scaled signal to summing circuit 224 to make a rough adjustment of the spray valve. The output signal available on line 142 is also fed to summing circuit 224 and. added to or subtracted from a signal there,
welches vom Proportionalverstärker 226 aus angelegt wird, um dadurch die Feineinstellung des Sprühventils 24 zur genauen Temperaturregelung vorzunehmen.which is applied by the proportional amplifier 226, in order to fine-tune the spray valve 24 for precise temperature control.
Die Druckregelschaltung ist in Fig. 6 dargestellt und bestimmt einerseits, wenn das System in den Bypaßbetrieb
übergehen soll und andererseits stellt es den Drosseldruck des Kessels auf einen gewünschten Wert ein, was es unabhängig
von einer Prozeßrückkopplung oder einem Eingriff tut. Es sei bemerkt, daß der Drosseldruck des Kessels
gleich dem Druck am Eingang des Bypaßsystems und an den Regelventilen 28 ist.
WThe pressure control circuit is shown in Fig. 6 and determines on the one hand when the system is to go into bypass operation and on the other hand it adjusts the throttle pressure of the boiler to a desired value, which it does independently of process feedback or intervention. It should be noted that the throttle pressure of the boiler is equal to the pressure at the inlet of the bypass system and at the control valves 28.
W.
Diese Druckregelschaltung 150 umfaßt einen ersten und zweiten PI-Regler 240-1 und 240-2, die beide jeweils ein Ausgangssignal auf die zugeordneten Leitungen 242 bzw. 243 geben, welche an zwei Eingängen einer Summierschaltung 246 liegen, die dem Aufbau gemäß Fig. 4 entsprechen kann. Zusätzlich, wie dies auch für Fig. 4 zutrifft, wird das Ausgangssignal jedes dieser Regler dem jeweils anderen Regler wieder zugeführt, so daß dieser entsprechend dem angelegten Ausgangssignal dem anderenThis pressure control circuit 150 includes a first and a second PI controller 240-1 and 240-2, both of which have an output signal on the associated lines 242 and 243, which are connected to two inputs of a summing circuit 246 which correspond to the structure according to FIG can. In addition, as is also true of FIG. 4, the output of each of these controllers becomes the in each case fed back to the other controller, so that it corresponds to the applied output signal to the other
WS342P-2534 Regler nachgesteuertWS342P-2534 controller readjusted
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Regler nachgesteuert wird, wenn er sich im Nachlaufbetrieb befindet.Controller is readjusted when it is in overrun mode is located.
Die Bestimmung, welches der beiden Regler den Nachlaufbetrieb und die Steuerung übernimmt, erfolgt mit Hilfe eines an eine Klemme 248 angelegten geeigneten Signals. Dieses Signal kann von Hand oder auch automatisch zugeschaltet werden. Das Anlegen eines binären Signals mit einem ersten logischen Signalniveau wirkt als Auslösesignal über die Leitung 250, wogegen ein binäres Signal mit entgegengesetztem Signalniveau aufgrund der NOT-Schaltung 252 ein Auslösesignal für die Nachlaufsteuerung über die Leitung 254 an den anderen Regler anliegt.The determination of which of the two controllers takes over the follow-up operation and the control is made with the help an appropriate signal applied to terminal 248. This signal can be switched on manually or automatically will. The application of a binary signal with a first logical signal level acts as a trigger signal via line 250, whereas a binary signal with the opposite signal level due to the NOT circuit 252 a trigger signal for the follow-up control is applied via line 254 to the other controller.
Der PI-Regler 240-1 ist derart aufgebaut, daß er eine Zeitkonstante TC3 hat, die von der Zeitkonstante TC4 des PI-Reglers 240-2 verschieden ist. Im vorliegenden Fall ist TC4 größer als TC3. Aus diesem Grund kann der PI-Regler 240-2 für Regelzwecke in solchen Situationen ausgewählt werden, in welchen ein verhältnismäßig langsames Ansprechen wünschenswert ist, was für den Anlaufbetrieb zutrifft. Der PI-Regler 240-1 mit seinem verhältnismäßig schnellen Ansprechverhalten wird bei Situationen eingesetzt, die ein schnelles Ansprechen erforderlich machen, wie dies z. B. bei raschen Laständerungen der Fall sein kann.The PI controller 240-1 is constructed in such a way that it has a Has time constant TC3, which is different from the time constant TC4 of the PI controller 240-2. In the present Case, TC4 is greater than TC3. For this reason, the PI controller 240-2 can be used for control purposes in such situations be selected in which a relatively slow Response is desirable for start-up operation applies. The PI controller 240-1 with its relatively fast response behavior is used in situations which require a quick response, as z. B. can be the case with rapid load changes.
Entgegengesetzt zum Regleraufbau gemäß Fig. 4 werden die Regler gemäß Fig. 6 nicht mit identischen Eingangssignalen beaufschlagt. Nur jeweils einem einzigen Eingang wird ein gleiches Eingangssignal über die Leitung 101 vom Druckwandler 100 zugeführt, welches das tatsächliche Drosseldrucksignal ist. Am anderen Eingang des PI-Reglers 240-2 liegt der Sollwert des gewünschten Drosseldrucksignals über die Leitung 260 an, welches von einem GeneratorIn contrast to the controller structure according to FIG. 4, the controllers according to FIG. 6 are not subjected to identical input signals. Only one entrance at a time a same input signal is supplied via line 101 from pressure transducer 100, which is the actual Throttle pressure signal is. The setpoint of the desired throttle pressure signal is at the other input of the PI controller 240-2 via line 260, which is from a generator
WS342P-2534 262 geliefert wird,WS342P-2534 262 is delivered,
3235*573235 * 57
262 geliefert wird, der das Sollwertsignal prozeßunabhängig festlegt. Um zu verhindern, daß das Hochdruck-Bypaßsystem während dem normalen Turbinenbetrieb geöffnet wird, liegt ein weiterer Eingang des PI-Reglers 240-1 an der Leitung 264, über welches ein Sollwertsignal zugeführt wird, das dem gewünschten Drosseldruck entspricht und einer Vorspannung überlagert ist. Diese Vorspannung kann z. B. mit Hilfe eines Vorspannungsverstärkers 268 eingeführt werden, der mit dem Sollwertsignal über die Leitung 260 entsprechend dem gewünschten Drosseldruck beaufschlagt V^,- wird und zu diesem Signal eine vorgegebene Vorspannung B addiert.262 is supplied, which determines the setpoint signal independently of the process. To prevent the high pressure bypass system is opened during normal turbine operation, another input of the PI controller 240-1 is on the line 264, via which a setpoint signal is supplied which corresponds to the desired throttle pressure and a Bias is superimposed. This bias can, for. B. introduced by means of a bias amplifier 268 which is acted upon by the setpoint signal via line 260 according to the desired throttle pressure V ^, - becomes and a predetermined bias voltage B for this signal added up.
Nach der Zündung arbeiten viele Kesselsysteme mit einem festliegenden Drosseldruck, unabhängig von der Kessellast. In einem mit einem fixierten Druck arbeitenden System kann der Drosseldruck in der Größenordnung von etwa 170 kg/cm2 liegen. Jede Laständerung, die dazu tendiert, diesen Druck zu verändern, führt dazu, daß mehr oder weniger Brennstoff dem Kessel zugeführt wird, um einen konstanten Druck lastabhängig aufrechtzuerhalten. Bei einem solchen System mit festliegendem Druck kann als Sollwertgenerator 262 jegliche Einrichtung Verwendung finden, die in der Lage ist, eine konstante, den gewünschten konstanten Drosseldruck kennzeichnende Ausgangsspannung zu liefern. In rudimentärer Form kann diese Funktion von einem einfachen Potentiometer erfüllt werden.After ignition, many boiler systems work with a fixed throttle pressure, regardless of the boiler load. In a fixed pressure system, the throttle pressure can be on the order of about 170 kg / cm 2 . Any load change that tends to change this pressure leads to more or less fuel being fed to the boiler in order to maintain a constant pressure as a function of the load. In such a system with a fixed pressure, any device can be used as the setpoint generator 262 which is capable of supplying a constant output voltage indicative of the desired constant throttle pressure. In a rudimentary form, this function can be fulfilled by a simple potentiometer.
Andere Kesselanlagen sehen dagegen einen Betrieb mit gleitendem Druck vor, wobei der Drosseldruck zwischen einem maximalen und einem minimalen Wert in Abhängigkeit von der Last veränderbar ist. Diese Art des Betriebs führt zu einer besseren Brennstoffausnutzung und zu einerOther boiler systems, on the other hand, provide for operation with sliding pressure, with the throttle pressure between a maximum and a minimum value can be changed depending on the load. This type of operation leads to better fuel economy and to a
WS342P-2534 besseren BrennstoffausnutzungWS342P-2534 better fuel economy
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besseren Brennstoffausnutzung und zu einer gleichmäßigeren Turbinentemperatur. Eine Arbeitscharakteristik, die diese klassischen Verhältnisse des gleitenden Druckveriaufes charakterisiert, ist in Fig. 7 dargestellt.better fuel economy and more even Turbine temperature. A work characteristic that these classic relationships of the sliding printing process is shown in FIG. 7.
Die ausgezogene Kurve 280 gemäß Fig. 7 repräsentiert das Drosseldruckprofil des Kessels in Abhängigkeit von der Kessellast, wobei die Kessellast in Prozenten auf der Abszisse und der Drosseldruck in kg/cm2 auf der Ordinade aufgetragen ist. Der Kessel wird derart betrieben, daß der Drosseldruck bis zu einer bestimmten Last L einen bestimmten Minimalwert einhält. An dieser Stelle liegt der Knickpunkt 282. Danach steigt der Druck linear in Abhängigkeit von der Last bis zum Knickpunkt 283 an, welcher einer Last, zugeordnet ist. Im Anschluß an diesen Knickpunkt wird der Druck wiederum konstant auf einem Maximalwert gehalten. Wenn eine konstante Vorspannung B zu dem Drosseldruckprofil addiert wird, ergibt sich die Kurve 286, welche gestrichelt eingetragen ist. Dieses dem Boiler zugeordnete Profil bzw. diese charakteristische Boilerkurve wird in herkömmlicher Weise dazu benutzt, um den Sollwert für den Drosseldruck festzulegen. Ein ^ Weg, mit welchem dies bei bekannten Dampfturbinenkraftwerken verwirklicht ist, wird anhand der Fig, 8 erläutert.The solid curve 280 according to FIG. 7 represents the throttle pressure profile of the boiler as a function of the boiler load, the boiler load being plotted as a percentage on the abscissa and the throttle pressure in kg / cm 2 on the ordinade. The boiler is operated in such a way that the throttle pressure maintains a certain minimum value up to a certain load L. The inflection point 282 is located at this point. The pressure then rises linearly as a function of the load up to the inflection point 283, which is assigned to a load. Following this break point, the pressure is again kept constant at a maximum value. If a constant preload B is added to the throttle pressure profile, the result is curve 286, which is entered in dashed lines. This profile assigned to the boiler or this characteristic boiler curve is used in a conventional manner to establish the setpoint value for the throttle pressure. A ^ way by which this is accomplished in known steam turbine power plants, will be explained with reference to FIGS, 8th
In Fig. 8 ist mit 290 eine Schaltung bezeichnet, welche über eine Leitung 293 ein Ausgangssignal liefert, das den richtigen Sollwert für den Drosseldruck als Funktion eines die Last kennzeichnenden Eingangssignals über die Leitung 294· liefert. Damit wird der Sollwert entsprechend der charakteristischen Kurve gemäß Fig. 7 festgelegt. Das richtige Lastsignal wird seinerseits von einem die Lastanforderung erfassenden Rechner 295 geliefert, obwohlIn Fig. 8, 290 denotes a circuit which supplies an output signal via a line 293 which the correct setpoint for the throttle pressure as a function of an input signal characterizing the load via the Line 294 supplies. In this way, the setpoint value is determined in accordance with the characteristic curve according to FIG. 7. The correct load signal is in turn supplied by a computer 295 which detects the load requirement, although
WS34-2P-2534 auch andereWS34-2P-2534 others too
323SSS7323SSS7
auch andere Regel- oder Steuereinrichtungen verwendbar sind, um ein entsprechendes Lastsignal zur Verfügung zu stellen.other regulating or control devices can also be used to provide a corresponding load signal to deliver.
Eine Begrenzerschaltung 296 ist üblicherweise vorgesehen und kann während einer raschen Laständerung eine Entkopplung des Sollwerts für den Drosseldruck vom Lastindex bewirken, um vorzusehen, daß sich der Prozeß raschen Laständerungen anpaßt, wobei trotzdem Druckänderungen ! innerhalb zulässiger Grenzen beibehalten werden.A limiter circuit 296 is typically provided and can provide decoupling during a rapid change in load of the setpoint for the throttle pressure from the load index to cause the process to speed up Adapts load changes, with pressure changes nevertheless! be maintained within acceptable limits.
Der Sollwertgenerator 262 für den Drosseldruck erzeugt den gewünschen Sollwert in einem gleitenden Druckverlauf entsprechend dem Profil gemäß Fig. 7, wobei der Sollwert ein vorgegebener, vom Dampfstrom völlig unabhängiger Wert ist. Die Erzeugung eines prozeßunabhängigen Sollwertes kann auch bei einem anderen Kesselbetrieb, z. B. mit festliegendem Druck, mit einer ansteigenden Zeitabhängigkeit oder bei einem Betrieb mit auf Wirtschaftlichkeit eingestellten Ventilstellung, wie dies in der US-PS A- 178 762 beschrieben ist, vorgesehen sein.The setpoint generator 262 for the throttle pressure generates the desired setpoint in a sliding pressure curve corresponding to the profile according to FIG. 7, the setpoint value being a predetermined one that is completely independent of the steam flow Is worth. The generation of a process-independent setpoint can also be used in another boiler operation, e.g. B. with fixed pressure, with an increasing time dependency or in an operation with economic efficiency set valve position, as described in US-PS A-178 762, be provided.
Es wird nun angenommen, daß ein Warmstartbetrieb eingeleitet wird, der z. B. eine 30 %ige Kessellast erfordert, damit die gewünschte Temperatur für die Turbine erhalten wird. Zur Erzielung dieses Betriebes ist es notwendig, einen bestimmten Sollwert für den gewünschten Drosseldruck unter Verwendung der Charateristik gemäß Fig. 7 für die gegebene Kessellast auszuwählen. Anfänglich sind die Regelventile 28 und das Bypaßventil 72 geschlossen, so daß durch Beheizen des Kessels der Drosseldruck ansteigt und mit Hilfe des Druckwandlers gemessen wird. Wenn auf der Leitung 101 vom Druckwandler ausgehend das Drosseldruck-It is now assumed that a warm start operation is initiated, the z. B. requires a 30% boiler load, so that the desired temperature for the turbine is obtained. To achieve this operation, it is necessary to a certain target value for the desired throttle pressure using the characteristics of FIG. 7 for the to select the given boiler load. Initially, the control valves 28 and the bypass valve 72 are closed, see above that by heating the boiler the throttle pressure rises and is measured with the help of the pressure transducer. When on the line 101 starting from the pressure transducer the throttle pressure
WS342P-2534 signal denWS342P-2534 signal the
:::\ϋ*::;"·\Λ::. 323SSS7::: \ ϋ * :: ; "· \ Λ ::. 323SSS7
signal den gewünschten, auf der Leitung 260 anliegenden Wert annähert, liefert der für den Regelvorgang über die Klemme 248 ausgewählte PI-Regler 240-2 ein Ausgangssignal, welches das Öffnen des Bypaßventils 72 in eine Position verursacht, in welcher sich ein Gleichgewicht zwischen dem gewünschten und dem tatsächlichen Drosseldruck einstellt, und die 30 % der Kesseldampfkapazität über das Bypaßsystem geführt wird.signal approaches the desired value present on line 260, the PI controller 240-2 selected for the control process via terminal 248 provides an output signal which causes the bypass valve 72 to open into a position in which there is a balance between the desired and the actual throttle pressure, and the 30 % of the boiler steam capacity is routed through the bypass system.
Wenn aus irgendwelchen Gründen der Sollwert für den Drosseldruck geändert werden soll, öffnet oder schließt der PI-Regler 240-2 das ßypaßventil 72 in der Weise, daß sich der tatsächliche Drosseldruck entsprechend ändert. Obwohl die beiden PI-Regler 240-2 und 240-1 als gleichartig beschrieben wurden, bestehen geringe Differenzen in der Betriebsweise aufgrund der dem Ausgangssignal überlagerten Begrenzungen. Die Eingangsleitungen 101 und 260 des PI-Reglers 240-2 sind mit einem positiven und einem negativen Vorzeichen versehen. Wenn das Eingangssignal auf der mit positiv bezeichneten Leitung größer als das auf der negativ bezeichneten Leitung ist, liefert der PI-Regler 240-2 ein positiv gerichtetes Ausgangssignal, welches bei einer vorgegebenen positiven Spannung begrenzt wird. Wenn das Signal auf der negativen Eingangsleitung überwiegt, fällt das Ausgangssignal des PI-Reglers 240-2 auf einen unteren Grenzwert von Null Volt ab, d. h., daß das Ausgangssignal dieses Reglers nicht in den negativen Bereich übergeht. Derselbe Funktionsablauf ergibt sich auch für den PI-Regler 240-1.If for any reason the setpoint for the throttle pressure needs to be changed, the opens or closes PI controller 240-2 the bypass valve 72 in such a way that the actual throttle pressure changes accordingly. Although the two PI controllers 240-2 and 240-1 were described as being of the same type, there are minor differences in the Operating mode due to the limitations superimposed on the output signal. The input lines 101 and 260 of the PI controller 240-2 are provided with a positive and a negative sign. When the input signal is on the with the line marked positive is greater than that on the line marked negative, the PI controller delivers 240-2 a positively directed output signal which is limited at a predetermined positive voltage. When the signal on the negative input line predominates, the output of PI controller 240-2 will drop to one lower limit of zero volts, d. This means that the output signal of this controller is not in the negative range transforms. The same functional sequence also applies to the PI controller 240-1.
Wenn somit der gewünschte Sollwert für den Drosseldruck abfällt, liefert der PI-Regler 240-2 ein Ausgangssignal, das dazu tendiert, das Bypaßventil 52 zu öffnen, so daßIf the desired setpoint for the throttle pressure drops, the PI controller 240-2 supplies an output signal, which tends to open the bypass valve 52, so that
WS342P-2534 der tatsächlicheWS342P-2534 the actual
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der tatsächliche Drosseldruck abfällt, wogegen bei einem Ansteigen des Sollwertsignals das Ausgangssignal des PI-Reglers 240-2 abfällt, und zwar gegen Null, und das Bypaßventil zu schließen versucht, um damit den tatsächlichen örosseldruck anzuheben.the actual throttle pressure drops, whereas with one If the setpoint signal rises, the output signal of the PI controller 240-2 falls, towards zero, and that Tries to close the bypass valve in order to increase the actual oil throttle pressure.
Nach einer bestimmten Zeit im Anlaufbetrieb wird der Turbine Dampf zugeführt, um sie schließlich auf eine synchrone Geschwindigkeit zu bringen. Dies kann z. B. in der Weise erfolgen, daß zunächst Dampf der Mitteldruckturbine 13 über die Regelventile 36 zugeführt wird. Nachdem die Turbine eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht hat, erfolgt eine Umschaltung der Regelventile auf den dazugehörigen Regler. Mit dem langsamen Öffnen der Regelventile fällt der tatsächliche Drosseldruck langsam ab. Der PI-Regler 240-2 stellt dieses Ungleichgewicht fest und liefert ein Ausgangssignal, welches das Bypaßventil zu schließen versucht, um den tatsächlichen Drosseldruck auf dem Sollwert zu halten. Dieser Vorgang läuft solange ab, bis schließlich das Bypaßventil 72 geschlossen ist und der gesamte, vom Kessel erzeugte Dampf der Turbine zugeführt wird. Das Schließen des Bypaßventils 72 kann mit Hilfe eines nicht dargestellten Grenzschalters abgetastet werden. In Abhängigkeit davon kann die Drosseldrucksteuerung entweder auf die Kesselsteuerung oder die Turbinensteuerung überführt und ein entsprechendes Signal an die Klemme 248 angelegt werden, um den PI-Regler 240-1 für die Regelung zu aktivieren und die Nachlaufsteuerung mit dem PI-Regler 240-2 vorzunehmen.After a certain time in start-up operation, the Turbine is supplied with steam to finally bring it to a synchronous speed. This can e.g. B. take place in such a way that steam is first fed to the medium-pressure turbine 13 via the control valves 36. After this the turbine has reached a specified speed, the control valves are switched to associated controller. As the control valves slowly open, the actual throttle pressure slowly drops. The PI controller 240-2 detects this imbalance and provides an output signal which the bypass valve tries to close in order to keep the actual throttle pressure at the setpoint. This process continues until finally the bypass valve 72 is closed and all the steam generated by the boiler of the turbine is fed. The closing of the bypass valve 72 can be scanned with the aid of a limit switch (not shown) will. Depending on this, the throttle pressure control can either be applied to the boiler control or the turbine control transferred and a corresponding signal applied to terminal 248 to control the PI controller 240-1 to activate the regulation and the follow-up control with the PI controller 240-2.
Es sei daran erinnert, daß der PI-Regler 240-1 eine kürzere Zeitkonstante hat und daher das Bypaßventil 72 rascher öffnen kann, wenn ein irgendwie gearteter Überdruck dieRecall that PI controller 240-1 has a shorter time constant and therefore bypass valve 72 is faster can open if any kind of overpressure causes the
WS342P-2534 vorgegebene konstanteWS342P-2534 given constant
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vorgegebene konstante Vorspannung B übersteigt. Diese Vorspannung sichert, daß das Bypaßventil während normaler Druckänderungen nicht vorzeitig geöffnet wird.predetermined constant preload B exceeds. This bias ensures that the bypass valve during normal Changes in pressure is not opened prematurely.
Wenn man die Eingangssignale zum PI-Regler 240-1 überprüft, stelltraan fest, daß das Signal auf der Leitung 101 bei einer bestimmten Last in einem Gleichgewichtszustand zu dem Drosseldruck steht, der durch den auf der Kurve gemäß Fig. 6 vorgegebenen Sollwert repräsentiert wird. Dagegen entspricht das Signal auf der Leitung 264 einem bestimmten Punkt auf der gestrichelten Kurve 298 gemäß Fig. 10. Obwohl das Signal auf der Leitung 264 um einen konstanten Betrag B größer als auf der Leitung 101 ist, verbleibt das Bypaßventil im geschlossenen Zustand, da das Ausgangssignal des PI-Reglers 240-1 auf dem Wert Null Volt festgehalten wird. Solange die normalen Ausschläge des tatsächlichen Drosseldruckes diesen Vorspannungswert B nicht übersteigen, bleibt das Bypaßventil geschlossen. Wenn jedoch z. B. durch einen Lastabfall diese vorgegebene Vorspannung durch einen Druckausschlag überschritten wird, liefert der PI-Regler 240-1 rasch ein Ausgangssignal auf dieses Ungleichgewicht, um das Bypaßventil 72 zu öffnen und dadurch Dampf in das Bypaßsystem abfließen zu lassen. Dadurch kann der Drosseldruck auf dem nur um einen Vorspannungswert veränderten Sollwert solange gehalten werden, bis die normalen Betriebsbedingungen wiederhergestellt sind. Nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung wird die Regelung wieder auf den PI-Regler 240-2 zurückgeschaltet, um den Drosseldruck wieder von dem höheren durch die Zusehaltung der Vorspannung bedingten Wert auf den Sollwert zurückzuregeln. Diese Umschaltung ist stoßfrei, da der PI-Regler 240-2 aufgrund der Nachlaufsteuerung im Ausgangssignal des PI-Reglers 240-1 nachgeführt worden ist und somit zum Zeitpunkt der UmschaltungIf one examines the input signals to PI controller 240-1, one finds that the signal on line 101 at a given load is in a state of equilibrium with the throttle pressure generated by the on the curve is represented according to Fig. 6 predetermined setpoint. In contrast, the signal on line 264 corresponds to a certain point on the dashed curve 298 of FIG. 10. Although the signal on line 264 by one constant amount B is greater than on the line 101, the bypass valve remains in the closed state, since the output signal of the PI controller 240-1 has the value zero Volt is held. As long as the normal deflections of the actual throttle pressure have this preload value B do not exceed, the bypass valve remains closed. However, if z. B. this predetermined by a load drop If the preload is exceeded by a pressure surge, the PI controller 240-1 quickly supplies an output signal on this imbalance to open the bypass valve 72 and thereby drain steam into the bypass system allow. As a result, the throttle pressure can remain at the setpoint value, which has only been changed by one bias value, for as long be held until normal operating conditions are restored. After a specified time delay the control is switched back to the PI controller 240-2 to reduce the throttle pressure again from the to regulate the higher value caused by the retention of the preload back to the setpoint. This switchover is bumpless because the PI controller 240-2 tracks the output signal of the PI controller 240-1 due to the follow-up control and thus at the time of the switchover
WS342P-2534 unmittelbar vorWS342P-2534 immediately before
unmittelbar vor der Umschaltung dasselbe Ausgangssignal liefert. Nach der Korrektur der Schwierigkeit und der vollständigen Aufschaltung des Dampfstromes auf die Turbine wird der PI-Regler 240-1 wieder freigegeben, so daß er seine Funktion der Überdruckregulierung wieder ausführen kann.supplies the same output signal immediately before switching. After correcting the difficulty and the complete switching of the steam flow to the turbine, the PI controller 240-1 is released again, so that it can perform its function of overpressure regulation again.
In Fig. 9 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt, um das Sollwertsignal für den Drosseldruck mit einer Vorspannung zu versehen. Im Gegensatz zu einer festen Vorspannung B, welche vom Verstärker 268 gemäß Fig. 6 geliefert wird, enthält die Anordnung gemäß Fig. 9 eine Vervielfacherschaltung 297, welche einen bestimmten vorgegebenen Prozentwert des auf der Leitung anliegenden Signalwertes in den Verstärker 268 eingibt. Wenn z. B. die gewünschte Vorspannung 5 % betragen soll, wird eine Vervielfacherschaltung benötigt, die den Signalwert auf der Leitung 260 mit 0,05 multipliziert. Für einen gleitenden Druckübergang sollte die gestrichelte Kurve 298 gemäß Fig. 10 eingehalten werden, aus der man entnehmen kann, daß bis zu dem Knickpunkt 282 eine erste Vorspannung B1 vorgesehen wird, wogegen nach dem zweiten Knickpunkt 283 eine zweite größere Vorspannung B2 Verwendung findet. Die Vorspannung in dem geneigten Abschnitt der Kurve zwischen den Knickpunkten 282 und 283 nimmt kontinuierlich vom minimalen Wert B1 auf den maximalen Wert B2 zu.Referring to Figure 9, there is an alternative embodiment of the invention shown to provide the setpoint signal for the throttle pressure with a bias. In contrast to a fixed bias B, which is supplied by the amplifier 268 according to FIG. 6, the arrangement according to FIG 9 shows a multiplier circuit 297 which shows a certain predetermined percentage of the on the line applied signal value to the amplifier 268. If z. B. the desired preload should be 5%, What is needed is a multiplier circuit which multiplies the signal value on line 260 by 0.05. For a smooth pressure transition, the dashed curve 298 according to FIG. 10 should be maintained, from which one it can be seen that a first bias B1 is provided up to the inflection point 282, whereas after the second At the inflection point 283, a second, larger prestressing B2 is used. The bias in the inclined section the curve between the break points 282 and 283 increases continuously from the minimum value B1 to the maximum Value B2 to.
In der vorausstehend beschriebenen Einrichtung ist für die Druckregelschaltung 150 und den Sprühventilregler 140 jeweils eine Doppelregleranordnung vorgesehen, wobei der eine Regler für eine kurze Ansprechzeit und der andere Regler für eine lange Ansprechzeit Verwendung findet.In the device described above, there is pressure control circuit 150 and spray valve regulator 140 a double regulator arrangement is provided in each case, one regulator for a short response time and the other Controller for a long response time is used.
In Fig. 11 ist eine weitere Ausgestaltung dargestellt, bei der nur jeweils ein Regler Verwendung findet.In Fig. 11 a further embodiment is shown, where only one controller is used at a time.
WS342P-2534 In der DruckregelschaltungWS342P-2534 In the pressure control circuit
In der Druckregelschaltung 150 ist nur ein einziger PI-Regler 240 vorgesehen, der eine verhältnismäßig langsame Ansprechzeit entsprechend dem PI-Regler 240-2 gemäß Fig. hat. Dieser PI-Regler 240 wird mit zwei Eingangssignalen beaufschlagt, wobei das eine über die Leitung 101 den tatsächlichen Drosseldruck und das andere über die Leitung 264 eine Funktion des Betriebszustands der Turbine kennzeichnet. Des weiteren ist ein SIgnalselektor 300 vorgesehen, der entweder ein Vorspannungssignal B oder ein prozentuales Vorspannungssignal wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 über die Leitung 302 oder eine Nullvorspannung über die Leitung 303 in Abhängigkeit von dem Auswahlsignal über die Leitung 304 abgibt. So wird z. B. während der Anlaufphase die Nullvorspannung über die Leitung 301 angelegt, damit der Verstärker 268 das Sollwertsignal für den Drosseldruck, wie es vom Sollwertgenerator 262 geliefert wird, überträgt, und der Verstärker über die Leitung 264 ein entsprechendes Ausgangssignal an den PI-Regler 240 abgibt.In the pressure control circuit 150 only a single PI controller 240 is provided, which has a relatively slow response time corresponding to the PI controller 240-2 according to FIG. This PI controller 240 has two input signals applied to it, one characterizing the actual throttle pressure via line 101 and the other characterizing a function of the operating state of the turbine via line 264. Furthermore, a signal selector 300 is provided which emits either a bias signal B or a percentage bias signal as in the embodiment according to FIG. 9 via line 302 or a zero bias voltage via line 303 as a function of the selection signal via line 304. So z. B. during the start-up phase, the zero bias voltage is applied via line 301 so that amplifier 268 transmits the setpoint signal for the throttle pressure, as supplied by setpoint generator 262, and the amplifier sends a corresponding output signal to PI controller 240 via line 264 .
Wenn die Turbine ohne Bypaßbetrieb normal arbeitet, wird die Vorspannung über die Leitung 302 derart ausgewählt, daß der Verstärker 268 das um die Vorspannung vergrößerte Sollwertsignal an den PI-Regler 240 liefert und somit die Druckregelschaltung im Funktionsbetrieb der Überdruckregelung arbeitet. Während dieses Betriebs kann beispielsweise eine Turbinenabschaltung erfolgen, welche das rasche Zuschalten des Bypaßsystems erforderlich machen würde. Um dies für solche Situationen, bei welchen eine rasche Reaktion notwendig ist, zu ermöglichen, ist eine Übersteuerschaltung 310 vorgesehen, die derart aufgebaut ist, daß sie normalerweise das Ausgangssignal des PI-Reglers 240 auf der Leitung 243 überträgt, wenn nicht von außen über die Leitung 312 ein Signal angelegt wird. In diesemIf the turbine is operating normally without bypass operation, the preload via line 302 is selected in such a way that that the amplifier 268 supplies the setpoint signal increased by the bias voltage to the PI controller 240 and thus the pressure control circuit works in the functional mode of the overpressure control. During this operation, for example a turbine shutdown take place, which would make the rapid connection of the bypass system necessary. An override circuit is used to enable this for situations in which a quick reaction is necessary 310 is provided, which is constructed in such a way that it normally receives the output signal of the PI controller 240 on the line 243 transmits if a signal is not applied from the outside via the line 312. In this
WS342P-2534 Fall liefertWS342P-2534 case supplies
I='=.."::= Ό.·.:'. 323SS57I = '= .. ":: = Ό. · .:'. 323SS57
Fall liefert die Steuerungsschaltung 310 ein Signal, welches die Betätigungsschaltung 114 veranlaßt, das Bypaßventil 72 rasch bis in eine vorgegebene Maximalstellung zu öffnen. Wenn die Betriebslast auf einem vorgegebenen minimalen Wert liegt, kann das über die Leitung 312 angelegte Signal z. B. in Abhängigkeit von einer Turbinenabschaltung oder vom Öffnen eines Trennschalters im Leitungssystem des Generators erzeugt werden.If so, the control circuit 310 supplies a signal which causes the actuation circuit 114 to open the bypass valve 72 can be opened quickly to a predetermined maximum position. When the operating load is on a predetermined is the minimum value, the signal applied via line 312, for. B. depending on a turbine shutdown or by opening a circuit breaker in the generator's line system.
Das der Ventilbetätigung dienende Signal wird zum PI-Regler 240 über die Leitung 314 zurückgespeist und dient als Führungsgröße für die Nachlaufsteuerung. Wenn eine rasche Ventilbetätigung eingeleitet wird, wirkt ein entsprechendes Signal über die Leitung 316 auf den PI-Regler 240 und schaltet diesen in den Nachlaufbetrieb, um das tatsächliche Ventilbetätigungssignal zu kopieren. Wenn das.Ventil ganz geöffnet ist und auf der Leitung 312 kein Signal wirkt, wird auch das Auslösesignal für die Nachlaufsteuerung auf der Leitung 316 abgeschaltet, womit sich ein stoßfreier Übergang zurück in den Regelbetrieb für den PI-Regler ergibt, der dann das Öffnen des Bypaßventils 72 entsprechend den Drosseldruckbedingungen reguliert.The signal used for valve actuation is fed back to PI controller 240 via line 314 and serves as a Reference variable for the follow-up control. If a quick Valve actuation is initiated, a corresponding signal acts on the PI controller 240 and via line 316 switches this to the follow-up mode to the actual To copy valve actuation signal. When the valve is fully open and there is no signal on line 312 acts, the trigger signal for the follow-up control on the line 316 is switched off, resulting in a bumpless Transition back to the control mode for the PI controller results, which then opens the bypass valve 72 accordingly regulated according to the throttle pressure conditions.
Der Sprühventilregler 140, welcher einen einzigen PI-Regler 200 umfaßt, hat eine verhältnismäßig lange Ansprechzeit, wie z. B. der PI-Regler 200-2 gemäß Fig. 4. Der Regler arbeitet als Did-Regler 200-2 während des Bypaßbetriebes und empfängt dieselben Signale wie der Did-Regler 200-2, und zwar das niedere Temperatursignal von der Eingangsseite des Nacherhitzers über die Leitung 126 und das adaptierte Sollwertsignal über die Leitung 141. Bei ausgeschaltetem Bypaßbetrieb bleibt das Sprühventil 84 geschlossen und öffnet rasch bis in eine vorgegebene Maximalstellung, wenn der Bypaßbetrieb plötzlich eingeschaltet wird, wasThe spray valve controller 140, which comprises a single PI controller 200, has a relatively long response time, such as B. the PI controller 200-2 according to FIG. 4. The controller works as a Did controller 200-2 during bypass operation and receives the same signals as the Did controller 200-2, namely the low temperature signal from the input side of the reheater via line 126 and the adapted setpoint signal via line 141 Bypass operation, the spray valve 84 remains closed and opens quickly to a predetermined maximum position, if the bypass operation is suddenly switched on, what
WS342P-2534 auch der FallWS342P-2534 also the case
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auch der Fall ist, wenn über die Leitung 312 ein Signal auf die Übersteuerungsschaltung 310 gegeben wird. Das daraus resultierende Signal zum raschen Öffnen des Bypaßventils 72 wird auch an den Proportionalverstärker 226 angelegt, der seinerseits ein Proportionalsignal über die Summierschaltung 224 zur Betätigungsschaltung 122 liefert, welches das rasche Öffnen des Sprühventils 24 veranlaßt. Der Regler 200 liefert danach die notwendigen Regelsignale für die Aufrechterhaltung einer genauen Temperaturregelung.is also the case when a signal is given to the override circuit 310 via the line 312. That The signal resulting therefrom for the rapid opening of the bypass valve 72 is also sent to the proportional amplifier 226 applied, which in turn sends a proportional signal via the summing circuit 224 to the actuating circuit 122 which causes the spray valve 24 to open rapidly. The controller 200 then provides the necessary Control signals for maintaining an accurate Temperature control.
Die Druckregelschaltung 150 gemäß den Fig. 6, 9 oder 11 dient somit der Regelung des Betriebs eines Hochdruck-Bypaßventils während der Anlaufphase der Turbine, damit der tatsächliche Drosseldruck auf dem Sollwert gehalten wird. Ferner wirkt die Regelung im Normalbetrieb der Turbine ohne einen zugeschalteten Bypaß Überdruckregler, um das Bypaßsystem rasch zuzuschalten, wenn außergewöhnliche Druckzustände auftreten. Der Sollwert für den Drosseldruck wird völlig unabhängig vom Dampfstrom erzeugt, womit auch Prozeßrückkopplungen eliminiert werden, welche dazu tendieren, den Sollwert in unlässiger Weise zu verändern. Diese Zweifachfunktion der Druckregelschaltung ist kompatibel mit unterschiedlichen, druckbezogenen Betriebsarten und kann sowohl bei einem fixierten Druck, bei gleitendem Druck, bei modifiziert gleitendem Druck und bei einem programmiert anstreikenden Druck und dergleichen mehr verwendet werden.The pressure regulating circuit 150 according to FIGS. 6, 9 or 11 thus serves to regulate the operation of a high-pressure bypass valve during the start-up phase of the turbine, so that the actual throttle pressure is kept at the desired value. Furthermore, the regulation works in normal operation of the turbine without a connected bypass overpressure regulator in order to quickly switch on the bypass system if unusual pressure conditions occur. The setpoint for the throttle pressure is generated completely independently of the steam flow, which also eliminates process feedback, which tends to inevitably change the setpoint. This dual function of the pressure control circuit is compatible with different, pressure-related operating modes and can be used both with a fixed pressure, with sliding pressure, with modified sliding pressure and with a programmed striking pressure and the like.
WS342P-2534WS342P-2534
Claims (1)
dadurch gekennzeichnet,2. bypass system according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. bypass system according to claim 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,4. bypass system according to claim 3,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,5. bypass system according to claim 4,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,6. bypass system according to claim 3,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,7. bypass system according to claim 6,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,15. BypaUsystem according to claim 9,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,16. Bypass system according to claim \ b,
characterized,
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