DE683416C - Extended steam turbine plant - Google Patents

Description

Erweiterte Dampiturbinenanlage DieErfindung betrifft eine erweiterte Dsmpfturbinenanlage, bei der vorhandenen, mit Dampf mittleren Druckes gespeisten Turbinen zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit eine mit Dampf höheren Druckes betriebene Anzapfgegendruckturbi e nachträglich zugefügt worden ist, wobei der Hochdruckteil .dieser Turbine Anzapfdampf an Verbraucher und an die Mitteldruckturbinen abgibt. Das Neue besteht hierbei darin, daß der Drchzahlre@gler der aus einer Hochdruckkesselbatterie gespeisten Anzapfgegendruckturbine bei größeren Schwankungen des Verbrauchsdampf- und des Leistungsbedarfs auch die Dampfzufuhr zu den dem Hochdruckteil dieser Turbine nachgeschalteten Turbinen beeinfiußt.Extended Steam Turbine Plant The invention relates to an extended one Steam turbine system, with the existing one, fed with steam of medium pressure Turbines operated with steam at a higher pressure to increase economic efficiency Tapping counter-pressure turbine e has been added subsequently, the high-pressure part .This turbine releases bleed steam to consumers and to the medium-pressure turbines. What is new here is that the speed controller is made up of a high-pressure boiler battery powered tapping back pressure turbine in the event of larger fluctuations in the consumption steam and the power requirement also the steam supply to the high pressure part of this turbine downstream turbines.

Die Regelung muß dabei so ausgebildet sein, daß Schwankungen der Hochdruckdampfmenge auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden und daher die Hochdruckturbine und die zugehörige Kesselbatterie bei allen Betriebsverhältnissen mit günstigem Wirkungsgrad arbeiten. Um .dabei das angestrebte Ziel bei Verwendung einer verhältnismäßig kleinen Hochdruckkesselbatterit zu erreichen, ist erfindungsgemäß .dem Drehzahlregler :der Hochdruckturbine die Aufgabe zugewiesen, den Leistungsanteil der mit Dampf mittleeren Druckes arbeitenden Turbinen so zu regeln, daß die vorerwähnten Bedingungen bei allen Betriebsverhältnissen erfüllt werden. Zu diesem Zwecke ist dite Einrichtung so getroffen, daß der Drehzahlregler dieser Anzapfg-egendruckturbine bei einem größeren Dampfbedarf in den Verbrauchern als dem Strombedarf des Netzes entspricht die nachgeschalteten Turbinen auf Leerlauf einstellt und unter Abschaltung des Gegendruckregliers die von ihm beherrschte Hochdruckturbine auf Leistung regelt. Bei einem den Verbrauchs- und Heizdampf -bedarf übersteigenden Strombedarf des Netzes dagegen veranlaßt dieser Drehzahlregler die mit Mitteldruckdampf betriebenen Turbinen, die Lastspftzen aufzunehneri" während der ihm zugeordnete Gegendruck regler auf Dampfdurchsatz entsprechend de! .n# regelt.The regulation must be designed in such a way that fluctuations in the amount of high-pressure steam are reduced to a minimum and therefore the high pressure turbine and the associated The boiler battery works with good efficiency in all operating conditions. In order to achieve the desired goal when using a relatively small high-pressure boiler battery to achieve is, according to the invention. the speed controller: the high-pressure turbine the Task assigned, the performance share of those working with steam at medium pressure To regulate turbines so that the aforementioned conditions under all operating conditions to be met. For this purpose the device is designed in such a way that the speed controller this self-tapping turbine with a larger steam requirement in the consumers as the electricity demand of the network corresponds to the downstream turbines on idle adjusts and the high pressure turbine controlled by it, with the back pressure regulator switched off regulates on performance. With one the consumption and heating steam -requirement Exceeding power requirements of the network, on the other hand, causes this speed controller to turbines operated with medium pressure steam to absorb the load levels during adjust the back pressure regulator assigned to it to the steam flow rate according to de! .n # regulates.

Die Beeinflussung der Treibmittelzufunr zu den Mitteldruckturbmen durch den Drehzahlregler der Hochdruckturbine kann erfindungsgelnäß'durch,dessen Einwirkung auf Kontakte und dabei Ingangsetzen der Drehzahlverstellmotoren der Mitteldruckturbinen in dem einen oder anderen Sinne erfolgen, indem hierbei die Muffenbelastung des betreffenden Drehzahlreglers verstellt wird.The influence of the propellant supply to the medium pressure turbines by the speed controller of the high pressure turbine can according to the invention, its Effect on contacts and thereby starting the variable speed motors of the medium-pressure turbines take place in one sense or the other by reducing the load on the socket of the relevant speed controller is adjusted.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner der Drehzahlregler der Hochdruckturbine mit einer Isödromeinrichtung versehen, die beim Übergang dieser Turbine von Dampfdurchsatz- auf Leistungsregelung Frequenzänderungen auf ein Mindestmaß beschränkt.The speed controller is also in a further embodiment of the invention the high-pressure turbine is provided with an isödrom device, which when transitioning this Turbine from steam flow to power control frequency changes to a minimum limited.

Die Zeichnung zeigt in Abb. i eine im Erfindungssinne ausgeführte Anlage in vereinfachter Darstellung, während Abb. 2 bauliche Einzelheiten veranschaulicht.The drawing shows in Fig. I one executed in the sense of the invention Plant in a simplified representation, while Fig. 2 shows structural details.

Es bezeichnen i eine Gegendruck- und eine Anzapfkondensationsturbine einer bestehenden Anlage; die bisher aus einer Mitteldruckkesselbatterie 3 gespeist wurde. Die beiden Turbinen 1, 2 befinden sich hierbei wechselweise in Betrieb. Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Anlage ist nachträglich eine zweigehäusige Anzapfgegendruckturbine 4. 5 aufgestellt worden, die ihre Treibmittelzufuhr aus einer Hochdruckkesselbatterie 6 erhält. Die Anzapfgegendruckturbine 4, 5 treibt einen Stromerzeuger 7 an, der mit den Stromerzeugern 8, 9 der Turbinen 1, 2 gemeinsam auf ein Netz arbeitet. Der Hochdruckteil 4 derAnzapfgegendruckturbinegibt Dampf an Verbraucher iö und: an die Turbinen 1, 2 ab; während der restliche Dampf dem Niederdruckteil 5 zugeführt wird.I denote a back pressure and a bleed condensation turbine an existing plant; previously fed from a medium pressure boiler battery 3 became. The two turbines 1, 2 are in operation alternately. To the A two-casing counter pressure turbine is subsequently used to increase the efficiency of the system 4. 5 have been set up that have their propellant supply from a high-pressure boiler battery 6 receives. The tapping back pressure turbine 4, 5 drives a power generator 7, which works with the power generators 8, 9 of the turbines 1, 2 together on a network. Of the High-pressure part 4 of the tap counter-pressure turbine gives steam to consumers iö and: to the Turbines 1, 2 off; while the remaining steam is fed to the low-pressure part 5.

Der Abdampf .des Turbinenteils 5 strömt einer Heizdampfleitung i i zu, die gleichzeitig auch aus der Gegendruckturbine i oder der Anzapfstelle der Entnahmekondensationsturbine 2 gespeist wird. Zwischen der Verbrauchsdampfleitung 12 und der Heizdampfleiturng i i ist eine Verbindungsleitung 13 mit eingebautem Druckminderventil i4' vorgesehen. Ferner ist zwischen der Hochdruckdampfleitting 14 und der Verbrauchsdampfleitung 12 sowie der Heizdampfleitung i i eine Verbindung durch Leitungen 15, 16 mit eingebautem Druckminderventil 17, 18 herstellbar. Die Turbinen 1, 2, 4, 5 sind in üblicher Weise je mit einem Drehzahlregler i9, 2o, 21 ausgerüstet. Die Anzapfgegendruckturbine besitzt außerdem einen Anzapfdruckregler 22 und einen Gegendruckregler 23: Auch die Entnahmekondensationstürbine 2 ist in üblicher Weise mit einem- Anzapfdruckregler 24 versehen.The exhaust steam .des turbine part 5 flows to a heating steam line ii, which is also fed at the same time from the back pressure turbine i or the tapping point of the extraction condensation turbine 2. A connecting line 13 with a built-in pressure reducing valve i4 'is provided between the consumption steam line 12 and the Heizdampfleiturng ii. Furthermore, a connection through lines 15, 16 with built-in pressure reducing valve 17, 18 can be established between the high-pressure steam line 14 and the consumption steam line 12 as well as the heating steam line ii. The turbines 1, 2, 4, 5 are each equipped with a speed controller i9, 2o, 21 in the usual manner. The bleed back pressure turbine also has a bleed pressure regulator 22 and a back pressure regulator 23: The extraction condensation turbine 2 is also provided with a bleed pressure regulator 24 in the usual way.

'@ Wie aus Abb. 2 ersichtlich, beeinfiußt der Fli,ehkraftregler ->i über den Steuerschieber 25, den Kraftkolben 26 und das Reglergestänge 27 das Regelventil 28 des Hochdruckteils 4 und das Regelventil 29 des Niederdruckteils 5 der Anzapfgegendruckturbine: An Stelle je eines Regelventils ä8, 29 können naturgemäß mehrere vorgesehen sein. In das Regelgestänge 30 zwischen dem Schieber 25 und dem Kraftkolben 26 ist eine aus Bremskolben 3 i und Isodromfeder 32 bestehende nachgiebige Rückführung geschaltet. Auf der in der Stange des Kraftkolbens 26 geführten Reglerspindel 33 ist ein Mitnehmer 34 vorgesehen, der auf die Kontaktzungenpaare 35, 36 einwirkt und den Stromkreis für die Drehzahlverstellmotoren 37;38 öffnet oder schließt.As can be seen from Fig. 2, the fluid power regulator -> i influences the control valve 28 of the high pressure part 4 and the control valve 29 of the low pressure part 5 of the bleed counter pressure turbine via the control slide 25, the power piston 26 and the control linkage 27: Instead of one control valve each A number of 8, 29 can naturally be provided. In the control linkage 30 between the slide 25 and the power piston 26, a resilient return consisting of brake piston 3 i and isodromic spring 32 is connected. On the governor spindle 33 guided in the rod of the power piston 26, a driver 34 is provided which acts on the contact tongue pairs 35, 36 and opens or closes the circuit for the variable speed motors 37; 38.

Bei. normalem Betrieb, wenn die Mitteldruckkes,selbatterie 3 stillgesetzt ist, werden die Turbinen 1, 2 durch Anzapfdampf aus dem " Hochdruckteil 4 der von Dampf aus der Hochdruckkessel'batterie 6 gespeisten Anzapfgegendruckturbine 4, 5 betrieben. Ist der Dampfbedarf in der Verbraucherleitung 12 und der Heizdampfleitung ii größer als dem Strombedarf des Netzes entspricht; so steigt die Drehzahl der Turbine 4, 5 und damit die Netzfrequenz. Die Spindel 33 des Fliehkraftreglers 21 bewegt sich mit ihrem Mitnehmer 34 nach oben und bringt die Kontaktzungenpaare 36 zum Anliegen. Der Stromkreis ist demnach geschlossen, und die Verstellmotoren 37 oder 38 verändern die Federbelastung,des Reglers-ig oder 2o derart, .daß die Turbinen i oder 2 entlastet werden und ihre'Stromerzeug"er keinen Strom mehr an glas gemeinsame Netz abgeben. Bei weiterer Steigerung der Drehzahl um einen geringen Betrag ist der tote Weg des Steuerschiebers 25 durchlaufen, so daß nunmehr Drucköl auf die Unterseite des Kraftkolbens 26 geleitet wird. Dieser Kraftkolben bewegt sich nun ebenfalls nach oben und schließt über das Reglergestänge 27 und die üblicherweise vorgesehenen Kraftgetriebe die Regelventile ä8 und 29 gleichzeitig, wodurch der Druck in der Heizdampfleitung i i etwas absinkt. Der Gegendruckregl.er 23; der die Aufgabe hat, den Druck in der Heizdampfleitung i i gleichbleibend zu erhalten, bewegt sich nach oben in seine Grenzlage und bleibt nunmehr ohne Einfluß auf die Regelventile 28, 29. Diese Ventile stehen jetzt nur noch unter dem Einfluß des Fliehkraftreglers 21 und des Anzapfreglers 22. Die fehlende Heizdampfmenge wird alsdann aus der Frischdampfleitung 14 über die Leitung 15 und d as Druckminderventil 17 der Heizdampfleitung i i unmittelbar zugeführt.At. normal operation, when the medium pressure battery 3 is shut down, the turbines 1, 2 are operated by bleed steam from the "high pressure part 4 of the bleed counter-pressure turbine 4, 5 fed by steam from the high-pressure boiler battery 6. If the steam demand in the consumer line 12 and the heating steam ii greater than the power requirements of the network corresponds;. thus, the speed of the turbine 4, 5 and thus the grid frequency rises, the spindle 33 of the governor 21 moves with its driver 34 upwardly and brings the contact tongue pairs 36 for abutting the circuit is therefore. closed, and the adjusting motors 37 or 38 change the spring load of the controller-ig or 2o in such a way that the turbines i or 2 are relieved and their power generator no longer emits electricity to the shared network. With a further increase in the speed by a small amount, the dead path of the control slide 25 has been passed, so that pressure oil is now directed to the underside of the power piston 26. This power piston now also moves upwards and closes the control valves 8 and 29 at the same time via the control linkage 27 and the usually provided power transmission, as a result of which the pressure in the heating steam line ii drops somewhat. The back pressure regulator 23; which has the task of keeping the pressure in the heating steam line ii constant, moves up to its limit position and now has no influence on the control valves 28, 29 The missing amount of heating steam is then fed directly from the live steam line 14 via the line 15 and the pressure reducing valve 17 to the heating steam line ii.

Durch die Aufwärtsbewegung des Kraftkolbens 26 wird der Zylinder der Ölbremse 31 nach unten bewegt und dadurch .de Isodromfeder 32 gespannt. Dies hat zur Folge, daß in dem oberen Raum des Bremszylinders ein Druckanstieg entsteht, der durch die Umführungsleitung der Ölbremse langsam wieder ausgeglichen wird. Der Steuerschieber 25 wird demnach so verzögert in seine Mittelstellung zurückgeführt, daß die Frequenz um -den vorher erfolgten geringen Anstieg wieder gesenkt wird.By the upward movement of the power piston 26, the cylinder is the Oil brake 31 is moved downwards and thereby .de isodrome spring 32 is tensioned. this has with the result that a pressure increase occurs in the upper space of the brake cylinder, which is slowly compensated for by the bypass line of the oil brake. Of the Control slide 25 is therefore returned to its central position with a delay, that the frequency is lowered again by the slight increase previously made.

übersteigt der Strombedarf des Netzes die durch den Verbrauchs- und Heizdampfbedarf gegebene Energieerzeugung, so sinkt die Netzfrequenz. Die Spindel 33 des Fliehkraftregl,ers.2i bewegt sich dann nach unten, wodurch -der Kraftkolben 26 durch den Steuerschieber 25 ebenfalls nach unten bewegt wird. Die Regelventile 28, 29 werden demzufolge geöffnet. Der Druck in der Verbraucherleitung i i steigt wieder an, und der Gegendruckregler 23 beginnt, nachdem das Druckminderventil 17 sich geschlossen hat, wieder Einfluß auf die Ventile 28, 29 auszuüben. Dabei ist der Kraftkolben 26 in seiner unteren Grenzstellung angelangt. Bei-weiterer Senkung der Frequenz bringt der Mitnehmer 34 die unteren Kontaktzungenpaare 35 zum Anliegen, wodurch der Stromkreis des Verstellmotors der in Betrieb befindlichen Maschine i oder 2 geschlossen wird. Die Feder des b& treffenden Reglers i9 oder 2o wird gespannt, so daß der Stromerzeuger 8 oder 9 nunmehr wieder Strom in das gemeinsame Netz liefert.If the electricity demand of the network exceeds the energy generated by the consumption and heating steam demand, the network frequency drops. The spindle 33 of the centrifugal regulator, ers.2i then moves downwards, whereby the power piston 26 is also moved downwards by the control slide 25. The control valves 28, 29 are opened accordingly. The pressure in the consumer line ii rises again, and the back pressure regulator 23 begins to exert an influence on the valves 28, 29 again after the pressure reducing valve 17 has closed. The power piston 26 has reached its lower limit position. When the frequency is further reduced, the driver 34 brings the lower pairs of contact tongues 35 to rest, whereby the circuit of the adjusting motor of the machine i or 2 that is in operation is closed. The spring of the regulator i9 or 2o that applies is tensioned so that the power generator 8 or 9 now again supplies power to the common network.

Bei etwaigem Ausfall der Hochdruckkesselbatterie 6 werden wie vor der Erweiterung der Anlage die Maschinen i, 2 aus der alsdann in Betrieb genommenen Mitteldruckkesselbatterie 3 gespeist; ihre Regelungen arbeiten dann wie gewöhnliche Gegendruck- oder Anzapfkon.densationsregelungen: Fällt die Anzapfgegendruckturbin e 4, 5 aus, so können der Betrieib der Turbinen i, 2 und des Verbrauchers io und die Heizdampfversorgung ohne Inbetrilebnahme der Mitteldruckkessel.batterie 3 aufrechterhalten werden, indem der Leitung i2 über die Leitung 16 und der Heizidampflei.tung i i über die Leitung 17 gedrosselter Hochdruckdampf aus der von der Hochdruckkesselbatterie 6 gespeisten Leitung i4 zugefi'ihrt wird.In the event of a failure of the high-pressure boiler battery 6, as before the expansion of the plant the machines i, 2 from the then put into operation Medium pressure boiler battery 3 fed; their regulations then work as usual Back pressure or tapping con.densation controls: If the tapping back pressure turbine falls e 4, 5, the operation of the turbines i, 2 and the consumer io and Maintain the heating steam supply without starting the medium pressure boiler battery 3 by the line i2 via line 16 and the Heizidampflei.tung i i High-pressure steam throttled via line 17 from the high-pressure boiler battery 6 fed line i4 is fed.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Erweiterte Dampfturbinenanlagey bestehend aus mit Dampf mittleren Druckes arbeitenden Turbinen und einer nachträg" lieh aufgestellten, mit Hochdruckdampf betriebenen Anzapfge-gendruckturbine, deren Hochdruckteil Anzapfdampf an Verbraucher und an die Mitteldruckturibinen abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler (21) der aus einer Hochdruckkesselbatterie (6) gespeisten Anzapfgegendruckturbine (4, 5) bei. größeren Schwankungen des Verbrauchsdampf- oder des Leistungsbedarfs auch .die Dampfzufuhr zu :den nachgeschalteten Mitteldruckturbinen beeinflußt. 2.Dampfturbinenanlagenach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, :daß der Drehzahlregler (2i) der Hochdruckturbine (4, 5) bei einem größeren Dampfbedarf in den Verbrauchern als dem Strombedarf des Netzes entspricht die nachgeschalteten Turbinen (i, 2) auf Leerlauf einstellt und unter Abschaltung des Gegendruckreglers (23) die, von ihm be'herrsc'hte Hochdruckturbine (4, 5) auf Leistung regelt. 3. Dampfturbinenanl.agenach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem .den Verbrauchs- und Heizdampfbedarf übersteigenden Strombedarf des Netzes der Drehzahlregler (21) der Hochdruckturbine (4, 5) den nachgeschalteten Mitteldruckturbinen (i, 2) die Lastspitzen aufdrückt, während der ihm zugeordnete Gegendruckregler (a3) auf Dampfdurchsatz entsprechend dem Heizdampfbedarf regelt. 4. Dampfturbinenanlagenach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler (2i) der Hochdruckturbine (4, 5) durch einen auf Kontaktzungenpaare (35, 36) einwirkenden, Mitne'hmer (34) de Drehzahlverstellmotoren (3@7, 38) der Mitteldruckturbinen (i, 2) in dem einen oder anderen Sinne in Gang setzt unddadurch die Muffenbelastung der betreffenden Drehzahlregler (i9, 20) verstellt. 5. Dampfturbinenanlagenadh Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler (21) der Hochdruckturbine (4, 5) mit einer Isodromeinrichtung (31, 32) versehen ist.PATENT CLAIMS: i. Extended steam turbine system consisting of with steam of medium pressure working turbines and a later "lent set up, Anzapfge-backpressure turbine operated with high-pressure steam, the high-pressure part of which is bleed steam to consumers and to the medium pressure turbines, characterized in that the speed controller (21) of the tapping back pressure turbine fed from a high pressure boiler battery (6) (4, 5) at. larger fluctuations in consumption steam or power requirements also .the steam supply to: the downstream medium-pressure turbines influenced. 2. Steam turbine plant according to Claimi, characterized in that: the speed controller (2i) of the high-pressure turbine (4, 5) with a greater steam demand in the consumers than the electricity demand of the Network corresponds to the downstream turbines (i, 2) set to idle and while switching off the back pressure regulator (23), the high-pressure turbine that is dominated by it (4, 5) regulates performance. 3. Dampfturbinenanl.agenach claim i and 2, characterized characterized that with a .the consumption and heating steam requirement exceeding Power requirement of the network of the speed controller (21) of the high pressure turbine (4, 5) the downstream Medium-pressure turbines (i, 2) presses the load peaks, while the one assigned to it Back pressure regulator (a3) regulates steam throughput according to the heating steam requirement. 4. Steam turbine plant according to claim i to 3, characterized in that the speed controller (2i) of the high-pressure turbine (4, 5) by one acting on pairs of contact tongues (35, 36), Carrier (34) of the variable speed motors (3 @ 7, 38) of the medium pressure turbines (i, 2) sets in motion in one sense or the other and thereby the socket load the relevant speed controller (i9, 20) is adjusted. 5. Steam turbine systems adh claim i to 4, characterized in that the speed controller (21) of the high-pressure turbine (4, 5) is provided with an isodrome device (31, 32).