DE938549C - Verfahren und Einrichtung zum raschen Anfahren und zur Regelung von Dampfturbinen - Google Patents

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/,, - 4_C, 4d mit Umschalt-Organen j_a, 7b, j_c, 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 7_a, 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 io_a, io^, io_c, ioa· Druckwandler il_a, iii, n_c, H^, die nachstehend noch näher beschrieben werden, angeschlossen. Das -Öl in Leitung3 kann über Zweigleitungen 3«, 3b, Zc 3d mit Drosselstellen i8_a, i8_fi, i8_e, i8^ einerseits über die Umschalt organe 7_a, 7 b, 7c, 7a und die Leitungen i6_a, 164, i6_c, i6d den Kraftkolben 8_a, 8δ, 8_C, S_d 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 n_a ein unterteiltes Gehäuse, in welchem sich ein abgestufter Kolben I2_a 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 i2_a kann bei I4_a mehr oder weniger Drucköl aus dem oberen Gehäuseteil abfließen. Bei ι ζ_α kann Lecköl aus dem mittleren Gehäuseteil frei abfließen. Von den den weiteren Düsenventilen zugeordneten Druckwandlern sind in der Zeichnung nur die Gehäuse iij, n_c, ι iß- in Ansicht schematisch gezeigt.

Zum Anfahren der Turbine werden die Umschaltorgane 7_a, 7b, 7c, 7d in die Stellung I gebracht, in welcher Stellung sie in der Zeichnung gezeigt sind. Die Zuleitungen 4_a, 4i, 4_C, 4<? sind dabei geschlossen; dagegen steht die Leitung 3 über die Leitungen 3a, 3b, 3c, 3d -und i6_Oj i6_b, i6_c, i6_rf mit den Kraftkolben 8_a, 8₆, 8_C, 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 io_a, ioj,,. io_c, 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 i6_a, 164, no 16c, i6d herrschenden Drücke umwandelt, daß trotz der verschieden starken Federn in den Kraftkolben 8₀, 8fi, 8_C, 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, 4_a, 4j, \_c, 4^ und i6_a, ΐ6_δ, i6_c, iod direkt auf die Kraftkolben 8_a, 8j, 8_C, 8^ der Düsenventile %, 94, g_c, 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)

1. 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. 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

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