DE938549C - Verfahren und Einrichtung zum raschen Anfahren und zur Regelung von Dampfturbinen - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum raschen Anfahren und zur Regelung von DampfturbinenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D19/00—Starting of machines or engines; Regulating, controlling, or safety means in connection therewith
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
- F01D17/10—Final actuators
- F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
- F01D17/18—Final actuators arranged in stator parts varying effective number of nozzles or guide conduits, e.g. sequentially operable valves for steam turbines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Bid den meisten neuzeitlichen Dampfturbinen, vor
allem bei Hochdruckturbinen, wird <ein Aktionsrad verwendet, in welchem ein Teil des· Daruckgefälles
ausgenutzt wird. Die Teilbeaiufschlagung dieses Aktionsirades mit Hilfe von Düsen oder Düsengruppen,
deren Dampfeinlaßventile sich gestaffelt öffnen, erlaubt die wiederholte Ausnutzung des
vollen Frischdampf druckes. Bei niedriger Belastung arbeitet eine solche Turbine immer nur unter teilweiser
Beaufschlagung des Aktionsrades, 'und bei ihrer Inbetriebnahme sowie im Leerlauf öffnet sich
jeweilen nur 'das Einlaßventil der ersten Düsengruppe,
da dieses bei weitem genügt, um die Leerlaufdampfmenge in die Turbine (einzulassen.
Die teilweise Beaufschlagung der Tuirbine mit
heißem Dampf führt jedoch zu ungleichmäßigeir Erwärmung des Turbinengehäuses und somit zu
Verformungen desselben, die besonders bei raschem Anfahren der Tuirbine sehr nachteilig sein können.
Steht genügend Zeit zur Verfügung, so kann die Turbine beim Anfahren langsam und sorgfältig
durchgewärmt werden, womit sich Schäden infolge Verformung vermeiden lassen; ganz anders aber
sind die Verhältnisse, wenn die Anfahrzeit so kurz wie möglich bemessen werden soll. In diesem Fall
ist es vorteilhaft, wenn die Turbine mit allen Düsenventilen angefahren werden kann, wobei sich diese
alle praktisch gleichmäßig öffnen. Während der Anfahrzeit und, bis eine ,an und für sich beliebige
Belastung erreicht ist, fährt eine so eingerichtete Turbine mit allen Düsen und mit gleichmäßig
gedrosselten Düsenventilen und erwärmt sich so
ringsherum gleichmäßig, was für rasches Anfahren von großer Bedeutung ist. Nachdem die Turbine
praktisch !gleichmäßig durchgewärmt ist, kann ihre Regelung eo umgestellt werden, daß. die Düsenventile
sich gestaffelt öffnen, wie dies im Lastbetrieb üblich amid wichtig ist.
Die Erfindung· bezieht sich somit auf ein Verfahren
zum raschen Anfahren und zur Regelung von Dampfturbinen mit Düsen für deren teilweise
ίο Beaufschlagung und besteht darin, daß die Turbine mit sämtlichen, sich praktisch gleichmäßig öffnenden
-Düsenventilen angefahren wird und daß nachher
zum Lastbetrieb mit gestaffelt sich öffnenden Düsenventilen übergegangen wird.
Eine !Einrichtung zur Ausübung des 'erfindungsgemäßen
Verfahrens ist gekennzeichnet durch Mittel, .die die gleichmäßige Öffnung der Düsenventile
beim Anfahren der Turbine bewirken, und durch weitere Mittel, die durch Ausschalten der erstao
genannten Mittel den Übergang zum Lastbetrieb mit gestaffelt sich öffnenden Düsenventilen erlaub en.
Die Umschaltung der Regelungseinirichtungen von Anfahrbetrieb auf Lastbetrieb kann, durch
mechanische, hydraulische oder pneumatische Mittel verwirklicht werden. Bei mechanischer Umschaltung
kann z. B. eine Nockenwelle oder ein Übertragungshebel
oder ein anderes Verbindungsglied zwischen dem Regler und den Düsenventilen besonders ausgestattet
wenden. Biei hydraulischer Betätigung der
Ventile kann z. B. die Vorspannung der Ventilfedern, welche den Öffnungsbeginn des betreffenden
Ventils bestimmt, so verstellt werden, daß vorerst bei gleichem Öldruck alle Ventile mit ungefähr
gleichem Hub öffnen und nachher, also nach erfolgter
Umschaltung auf gestaffelte Öffnung der Ventile bei Lastbetrieb, diese sich je nach Belastung
der Turbine ganz oder teilweise schließen.
An Hand der Zeichnung, die eine betrieblich vorteilhafte Einrichtung gemäß der Erfindung
schema tisch als Beispiel zeigt, sei das erfindungsgemäße
Verfahren näher 'erlättfert, wobei angenommen wird, daß die Regelung der Turbine in
bekannter Weise durch Drucköl erfolgt und das gleichmäßige Öffnen aller Ventile durch sogenannte, ~
an sich ebenfalls bekannte »Druckwandieir« bewirkt
wird.
Eine Ölpumpe 1 fördert das für den Betrieb der
Regelungseinrichtung benötigte Drucköl sowohl in eine Leitung 2 wie auch in eine andere Leitung 3.
Das Öl in Leitung 2 kann über eine Dirosselstelle 17, etwa 'eine Blende oder ein einstellbares Drosselventil,
sowohl in die Leitung 4 wie auch in die Leitung 10 eintreten; überdies kann 'ein Teil dieses
Öls dem Öldruickregler 5 zufließen, der sich unter der Einwirkung des Drehzahlreglers 6 der Turbine
öffnet und schließt und damit mehr oder weniger Öl aus idem System der Druckleitungen und Regelapparate
abfließen läßt. Die Leitung 4 steht über Zweigleitungen 4„, 4/,, - 4C, 4d mit Umschalt-Organen
ja, 7b, jc, 7 ^ in Verbindung. Die Anzahl
dieser Umschaltorgane richtet sich nach der Anzahl der verwendeten Düsen ventile, die im Rahmen der
praktiseben Gegebenheiten beliebig groß sein kann; hier wird beispielsweise angenommen, daß vier
Düsenventile verwendet werden. Bei den Umschaltorganen 7a, 7 b, "]c, 7d kann es sich z.B. tun Dreiwegehähne
handeln, die entweder in der Stellung I oder in der Stellung II stehen können. An die Leitung
10 sind über Zweigleitungen ioa, io^, ioc, ioa·
Druckwandler ila, iii, nc, H^, die nachstehend
noch näher beschrieben werden, angeschlossen. Das -Öl in Leitung3 kann über Zweigleitungen 3«, 3b, Zc
3d mit Drosselstellen i8a, i8fi, i8e, i8^ einerseits
über die Umschalt organe 7a, 7 b, 7c, 7a und die
Leitungen i6a, 164, i6c, i6d den Kraftkolben 8a,
8δ, 8C, Sd der Düsenventile 9a, 9b, 9o 9d zufließen,
anderseits kann es den Druckwandlern zugeleitet und von .diesen in mehr oder weniger starkem
Maß ins Freie abgelassen werden.
Der dem ersten Düsenventil zugeordnete Druckwandler ist in einer einfachen Form im Schnitt
durch seine Längsachse gezeichnet. In dieser Darstellung bezeichnet na ein unterteiltes Gehäuse, in
welchem sich ein abgestufter Kolben I2a unter Einwirkung
der verschiedenen Öldrücke im oberen und im unteren Gehäuseteil sowie unter der Einwirkung
einer Feder 13a frei bewegen kann. Je nach
der Stellung des beweglichen Kolbens i2a kann bei
I4a mehr oder weniger Drucköl aus dem oberen
Gehäuseteil abfließen. Bei ι ζα kann Lecköl aus dem
mittleren Gehäuseteil frei abfließen. Von den den weiteren Düsenventilen zugeordneten Druckwandlern
sind in der Zeichnung nur die Gehäuse iij, nc,
ι iß- in Ansicht schematisch gezeigt.
Zum Anfahren der Turbine werden die Umschaltorgane 7a, 7b, 7c, 7d in die Stellung I gebracht, in
welcher Stellung sie in der Zeichnung gezeigt sind. Die Zuleitungen 4a, 4i, 4C, 4<? sind dabei geschlossen;
dagegen steht die Leitung 3 über die Leitungen 3a, 3b, 3c, 3d -und i6Oj i6b, i6c, i6rf mit den
Kraftkolben 8a, 86, 8C, 8a· der Düsenventile in Verbindung,
und ferner sind die letztgenannten Leitungen an den oberen Gehäuseteil der Druckwandler
angeschlossen. Auch wirkt der vom Regler 5, 6 wechselnd beeinflußte Öldruck über die Leitung 10
und die Zweigleitungen ioa, ioj,,. ioc, iOa- auf die
"Stufenkolben der Druckwandler. Das Verhältnis der KolbenfLäehen der einzelnen Druckwandler ist so
gewählt, daß es den gemeinsamen Regelöldruck in der Leitung 10 so in die in den Leitungen i6a, 164, no
16c, i6d herrschenden Drücke umwandelt, daß trotz
der verschieden starken Federn in den Kraftkolben 80, 8fi, 8C, 8d der Düsenventile die Hübe
dieser Ventile praktisch gleich groß werden. Damit wird leine gleichmäßige Beaufschlagung aller Düsen 11S
und leine ebensolche Durchwärmiung der Turbine
erreicht.
Da 'die Leerlaufdampfmenge neuzeitlicher Turbinen klein ist, wird es vorteilhaft sein, die Kolbenflächen
der einzelnen Druckwandler und die Stärke der auf die Kolben wirkenden Federn so zu bemessen,
'daß trotz der geringen notwendigen Hübe der Düsenventile die Regelungseinrichtung die
nötige Ungleichförmigkeit besitzt;, um einen pendelfreien
Betrieb zu ermöglichen. Es mag dabei auch 1^S
vorteilhaft sein, duirch nur teil weises Öffnen des
Frischdampfschiebens oder mit Hilfe eines Umlaufschiebers
den Dampfdruck am Einlaß der Turbine zu verringern, wobei der abgesenkte Druck gegebenenfalls
von einem Regler auf gleichbleibender Höhe gehalten werden kann.
Für den Lastbetrieb der Turbine werden die Umschaltorgane 7a, 7b, 7c, 7d in die Stellung II gebracht,
womit die Druckwandler ausgeschaltet isind. Der vom Regler 5, 6 je nach der Belastung der
Turbine wechselnd beeinflußte Öldruck wirkt über die Leitungen 4, 4a, 4j, \c, 4^ und i6a, ΐ6δ, i6c,
iod direkt auf die Kraftkolben 8a, 8j, 8C, 8^ der
Düsenventile %, 94, gc, 9d- Bei zunehmender Belastung
der Turbine schließt der Drehzahlregler 6 in bekannter Weise den Ölabflußschlitz des Öldruckreglers
5, und der steigende Öldruck öffnet nacheinander die Düsenventile gegen den verschieden starken
Druck der Federn ihrer Kraftkolben.
Claims (2)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur raschen Inbetriebnahme und Belastung von Dampfturbinen mit selbsttätiger Düsenventilregelung, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahren der Turbine und bei Beginn des Lastbetriebes vorerst alle Düsenventile praktisch gleichmäßig geöffnet werden und daß nachher in einem beliebigen Zeitpunkt tmd bei einer beliebigen Belastung in stetiger, Weise und, ohne daß die Ungleichförmigkeit der Regelumg land die Belastung sich ändern, die Regelung auf die bei belasteter Turbine übliche gestaffelte Öffhungsweise der Düsenventile umgeschaltet wird.
- 2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 an Dampfturbinen mit Druckflüssigkeit s -Regeleinrichtungen, gekennzeichnet durch Druckwandler, die beim Anfahren der Turbine und bei Beginn des Lastbetriebes die gleichmäßige Öffnung aller Düsenventile erlauben, und durch Umschaltargane, die durch Ausschalten der Druckwandler in einem beliebigen Zeitpunkt und bei einer beliebigen Belastung den Übergang zu der bei belasteter Turbane üblichen gestaffelten Öffnungsweise dear Düsenventile bewirken.Angezogene Druckschriften:
Werbe-Sondeirheft »AEG-Dampfturbinen«, 1938, S. I7.Hierzu ι Blatt Zeichnungen@ 509637 1.56
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
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EP2592237A3 (de) * | 2011-11-09 | 2017-11-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Düsengruppenregelung für Turbinen |
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