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Regulieranordnung für hintereinandergesehaltete mechanisch gekuppelte Turbinen.
Bei hintereinandergeschalteten Turbinen sind die Leitapparate der einzelnen Turbinen in solcher gegenseitiger Abhängigkeit zu regulieren, dass die von den Turbinen verarbeiteten Wassermengen einander gleich sind.
Gegenstand der Erfindung ist eine Regulieranordnung für hintereinandergeschaltete Turbinen, die überdies mechanisch gekuppelt sind, insbesondere also für Turbinen auf gemeinsamer Welle. Im Sinne der Erfindung erhält von den durch mechanisch gekuppelte Pendelregler gesteuerten Regulier- systemen der beiden Turbinen das eine System eine von dem Zwischendruek zwischen den beiden Turbinen abhängige Gefällsbegrenzung und das andere System eine Leistungsbegrenzung.
Als Gefällsbegrenzung dient eine beliebige Druckgrenzregulierung ; im Falle der Anordnung eines Ausgleichsbeckens zwischen den beiden Turbinen in einfachster Weise die bekannte Wasserstandsregulierung des Zwischenbeckens (Schwimmerregulierung). Diese Wasserstandsregulierung ist eine Vorrichtung, welche bei einer Turbine den Ober-bzw. Unterwasserspiegel nicht unter (beim Oberwasserspiegel) bzw. nicht über (beim Unterwasserspiegel) ein gewisses Mass sich einstellen lässt. Unter Leistungbegrenzung ist dagegen eine Einrichtung zu verstehen, die verhindert, dass eine Turbine eine grössere als eine gewisse einstellbare Belastung erhält.
Die Leistungsbegrenzung unterscheidet sich also von einer Wasserstandsbegrenzung (Schwimmerregulierung) nur dadurch, dass an Stelle des Schwimmers ein Leistungszeiger-bei elektrischen Maschinen offenbar ein Kilowattmeter-tritt. Irgend eine entsprechend ausgebildete Spule mit Magnetkern od. dgl. wird daher den eigentlichen Leistungszeiger bilden.
Bei vorliegender Anordnung wird'nun der Leistungszeiger, vom Generator ausgehend, die Summenleistung der beiden gekuppelten Turbinen umfassen.
Die Zeichnung zeigt vier Ausführungsbeispiele der Erfindung : P bezeichnet das Fliehkraftpendel, SM den Servomotor, SiV das Steuerventil, Sehuç den Schwimmer, L den Leistungsregler und ZW den Wasserspiegel im Zwisehenbecken. Die Systeme der Primär- und Sekundärmaschine sind durch die Indizes 1 und 2 unterschieden.
Nach Fig. 1 ist die Leistungsbegrenzung L im Reguliersystem der Primärmaschine vorgesehen, während die Sekundärturbine eine vom Zwisehenwasserspiegel als Oberwasser DW2 abhängige Gefällsbegrenzung erhält. Die Pendel P1 und P2 der beiden Turbinen sind parallelgeschaltet.
Steigt nun beispielsweise die Belastung, ohne dass zunächst die Leistungsbegrenzung in Tätigkeit tritt, so wird die Primärturbine in normaler Weise geöffnet und der Zwischenwasserspiegel steigt infolge vermehrten Wasserzuflusses. Nunmehr öffnet die Schwimmerregulierung auch den Leitapparat der Sekundärturbine und es erfolgt sohin eine Leistungsaufnahme in beiden Rädern.
Steigt aber die Belastung weiter, so tritt die Leistungsbegrenzung L in Tätigkeit und schliesst den Leitapparat der Primärturbine, der Zwischenwasserspiegel sinkt ab und die Sekundärturbine wird gleichfalls geschlossen. Auf diese Weise erscheint eine Überlastung des Generators vermieden. Sollte dabei ein dauernd grösserer Leistungsbedarf vorliegen, so müssen die beiden gekuppelten Turbinen, wenn
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In Fig. 3 weist wie in Fig. 1 wieder die Sekundärturbine die von dem Zwisehenwasserspiegel als Oberwasser OW2 abhängige Schwimmerregrlierung auf, während die Leistungsbegrenzung L dem Reguliersystem der Primärturhine zugeordnet ist.
Die umgekehrte Anordnung ist dagegen in Fig. 2 getroffen, wo die Primärturbine eine vom Zwischenwasserspiegel als Unterwasser UW1 abhängige Schwimmerregulierung und die Sekundärturbine die Leistungsbegrenzung besitzt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist aber durchaus die gleiche : Steigt die Belastung, so wird durch den Pendelregler P und Servomotor 8M2 zunächst der Leitapparat der Sekundärturbine geöffnet, wodurch der Zwisehenwasserspiegel, d. h. der Unterwasserspiegel der Primärturbine absinkt. Die Schwimmerregulierung als Unterwasserspiegel-Regulierung der Primärturbine bewirkt dann die Öffnung des primären Leitapparates. Dies wird wieder so lange möglich sein, bis die Leistungsregulierung nach Erreichen einer gewissen Totalbelastung eine weitere Eröffnung der Sekundärturbine verhindert.
Dadurch wird gleichzeitig infolge des kinematischen Zusammenhanges die Primärturbine bei ihrer von der Zwischenwasserspiegellage bedingten Eröffnung verbleiben.
Den besonderen Verhältnissen entsprechend, wird man bald der einen, bald der andern Anordnung den Vorzug geben.
An Stelle des gemeinsamen Pendels wird in der Praxis zweckmässig ein Steuerregler angewendet (Fig. 4). Ein derartiger Steuerregler (System Stro, P, Sumo) ist eigentlich nichts anderes als ein kompletter kleiner Regler, der praktisch ein äusserst starkes Fliehkraftpendel darstellt. Er selbst wird in seiner Anordnung so wie das Pendel verwendet-gemäss Fig. 4 ersetzt der Steuerregler beispielsweise das Pendel P der Fig. 2-, nur kann er vermöge seiner wesentlich grösseren Stellkraft grössere Steuerventile betätigen als ein eigentliches Fliehkraftpendel. Durch die Einschaltung eines Steuerreglers an Stelle eines Fliehkraftpendels wird aber an der kinematischen Verbindung der beiden Syteme selbstverständlich nichts geändert.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Regulieranordnung für hintereinandergeschaltete mechanisch gekuppelte Turbinen, dadurch gekennzeichnet, dass von den sei es durch miteinander gekuppelte, sei es durch einen gemeinsamen Regler gesteuerten Reguliersystemen der beiden Turbinen das eine System eine vom Zwischendruck zwischen beiden Turbinen abhängige Gefällsbegrenzung (beispielsweise eine vom Wasserstand in einem Ausgleichsbecken betätigte Sehwimmerregulierung), das andere System dagegen eine Leistungsbegrenzung erhält.