Regeleinrichtung an Flügelradturbinen. Die Erfindung betrifft eine besondere Regeleinrichtung, welche bezweckt, bei plötz licher Entlastung einen erheblichen Druck stieg im Druckrohr, sowie ein Hochsteigen des Turbinenläufers zu verhindern.
Bei plötzlicher voller Entlastung werden bei Flügelradturbinen die Leitschaufeln innerhalb einer bestimmten Zeit vollständig geschlossen. Um den Drehzahlanstieg mög lichst niedrig zu halten, muss die .Schliesszeit entsprechend klein gewählt werden,
was jedoch eine starke Drucksteigerung in der Zuführungsleitung zur Folge hat. Die Drucksteigerung wirkt aber ihrerseits einer schnellen Herabsetzung der Turbinenleistung entgegen, da sie wie ein erhöhtes Gefälle wirkt. Bai Turbinen mit senkrechter Achse kommt noch hinzu, dass,
falls bei vollstän digem Abschluss des Leitkranzes ein Rück schlag des Wassers im Saugrohr entsteht, dieser so stark sein kann, @dass der umlau fende Teil der Turbine angehoben wird.
Zur schnelleren Erreichung,der Solleistung bei Entlastung werden bei Flügelradturbinen Leitrad und Laufrad in der Regel so gesteuert, dass die neue Leistung durch schnelle Be- web#-ung des Leitrades eingestellt wird und das Laufrad zur Wirkungsgradverbesserung langsam nachfolgt,
oder dass Laufrad und Leitrad zunächst oder endgültig in ent- gegengesetztem Sinne zueinander bewegt werden.
Diese an sich bekannten Verfahren setzen voraus, dass die durch die langsame Folgebewegung des Laufradkraftkolbens vor handene nachträgliche Leistungsveränderung eine weitere Inderuug der Drehzahl bewirkt, da die Korrektureinstellung des Leitrad vom Geschwindigkeitsregler vorgenommen werden muss.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Regeleinrichtung an Flügelradturbinen, bei der von einer bestimmten Stellung der Leitschaufeln an die Schliessbewegung der letzteren von der Schliessbewegung der Lauf- radschaufeln abhängig ist,
wodurch bei voller Entlastung erhebliche Drucksteigerungen verhindert und ein Hochsteigen des Tur binenläufers vermieden werden ,sollen.
Auf der Zeichnung ist ein A.usfüllrunb - beispiel des Erfindungsgegenstandes dar gestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 die Uistungskennlinien einer Ka- planturbine, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels -des Erfindungsgegen standes.
In Fig. 1 ist mit N die Turbinenleistung und mit a die Öffnung des Leitrades be zeichnet. Mit a" ist die volle Öffnung des Leitrades bezeichnet.
Die Leistungsabnahme einer Kaplantur- bine verläuft bei allmählichem gleichzeitigem Abschliessen von Leit- und Laufrad nach Kurve <I>A</I> herunter bis auf<I>N = 0.</I> Hierbei treten, wenn nur geringe Drehzahlsteigerun- gen zugelassen werden, in der Regel die ein gangs genannten Nachteile auf.
Wird das Leitrad dagegen im Augenblick der Ent- lastung ohne Veränderung der Stellung des Laufrades innerhalb einer kleinen Schliess zeit nur bis etwa auf '/"der grössten Öffnung beschlossen, so nimmt die Leistung nach Kurve B ebenfalls bis auf 0 ab.
Wenn nun zur Herabsetzung der Leerlaufwassermenge das Laufrad, dem Leitrad nachfolgend, zu schliessen beginnt, würde die Turbine sich wieder besohleuni,gen und Leistung aufzu nehmen bestrebt sein. Um dies zu verhin dern, ist Vorkehrung getroffen, das Leitrad weiter so zu schliessen, dass trotz der Off- nungsverminderung des Laufrades die Lei stung der Turbine bei 0 verharrt.
Die Schliessbewegung des Leitrades geschieht so zunächst in Abhängigkeit vom Geschwindig- keitsregler schnell mit kurzer Schliesszeit, bis die Leistung 0 geworden ist, dann langsam in Abhängigkeit von der Schliessbewegung des Laufrades.
Bei -dem in Fig.2 schematisch gezeich neten Ausführungsbeispiel wird das Leit- rad C .der Turbine in an sieh bekannter Weise durch einen Regler B unter Verwen dung eines Kraftverstärkers gesteuert, :
der durch sein Steuerventil D schematisch dar- gestellt ist. In ebenfalls bekannter Weise steht dieSteuervorrichtung für die Regelung der Laufradschaufeln, die unter Vermittlung eines durch das Steuerventil E schematisch dargestellten Kraftverstärkers stattfindet, in Abhängigkeit von der Bewegung .des Leit- rades C.
Mit d er Bewegungsvorriehtung der Schaufeln des Laufrades F ist ein zum Tur binenregler B führendes Verbindungsglied G verbunden, das einen Anschlag g' trägt, der mit einem am Regler B angebrachten An schlag in der Weise zusammenarbeitet, da.ss der Regler beim Schliessen der Leitschaufeln eine bestimmte Stellung der letzteren nicht überschreiten kann. Gemäss der weiter oben erörterten Kurve B nach Fig.1 wäre dies beispielsweise die Stellung, beider die Leit- schaufeln bis auf '/3 der vollen Öffnung ge schlossen sind.
Von dieser Stellung aus kann alsdann der Regler B die Leitschaufeln nur noch in Abhängigkeit von der Stellung des Laufrades F schliessen, dass heisst beide ge- regelten Teile kommen in langsamerer Be wegung als vorher das Leitrad, gemeinsam zu vollständigem Abschluss. Hieraus ergeben sich dann automatisch :die Vorteile, die wei ter oben bereits erörtert wurden.
Eine weitere Lösungsmö,glichkeit füT diese Aufgabe besteht darin, @d@ass :die Hem mung der Sehliessbewebgung der Leitrad schaufeln von der iStellung der Laufrad- schaufeln dadurch abhängig gemacht wird, dass man die Bewegungsvorrichtung für die letzteren auf den Flüssigkeitsstrom einwir ken lässt, der die Leitschaufeln zu verstellen hat.
Ist die gesamte Anordnung beispiels- weise so getroffen, dass in dem Zeitpunkt, wo die Leitschaufeln mit schneller Bewe gung bis auf etwa 1/3 geschlossen worden sind, die .Schliessbewegung der Laufrad schaufeln beginnt, so kann von der Bewe- gungsvorrichtung der Laufradschaufeln aus ein Drosselorgan in Tätigkeit ,gesetzt werden, das die "Betriebsflüssigkeit für die Leit- schaufelbewegung teilweise absperrt und die Bewegung dadurch erheblich verlangsamt.
Die gegenseitige Beeinflussung zwischen Laufrad- und Leitradregelung muss dabei so vorbestimmt sein, dass die Schliessbewegung beider Teile gleichzeitig zu Ende kommt.
Control device on impeller turbines. The invention relates to a special control device, the purpose of which is to prevent a significant pressure rose in the pressure pipe in the event of sudden relief Licher, and to prevent the turbine rotor from rising.
In the event of a sudden full discharge, the guide vanes of impeller turbines are completely closed within a certain time. In order to keep the increase in speed as low as possible, the closing time must be selected to be correspondingly small.
However, this results in a strong increase in pressure in the supply line. However, the increase in pressure in turn counteracts a rapid reduction in turbine output, since it acts like an increased gradient. Bai turbines with a vertical axis add that,
if the water in the suction pipe comes back when the guide ring is completely closed, it can be so strong that the rotating part of the turbine is raised.
To achieve the target output more quickly when the load is removed, the stator and impeller of impeller turbines are usually controlled in such a way that the new output is set by quickly moving the stator and the impeller follows slowly to improve efficiency,
or that the impeller and idler are initially or finally moved in opposite directions to one another.
These methods, which are known per se, assume that the subsequent change in output due to the slow subsequent movement of the impeller power piston causes a further change in speed, since the speed controller must adjust the stator to correct it.
The subject matter of the present invention is a control device on impeller turbines, in which, from a certain position of the guide vanes, the closing movement of the latter depends on the closing movement of the impeller blades,
which, with full relief, prevents significant increases in pressure and prevents the turbo from rising up.
The drawing shows an example of the subject matter of the invention, namely: FIG. 1 shows the performance characteristics of a capstan turbine, FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the subject matter of the invention.
In Fig. 1, N, the turbine power and a, the opening of the stator be characterized. The full opening of the stator is denoted by a ".
The decrease in power of a Kaplan turbine runs with gradual simultaneous closure of the guide and impeller after curve <I> A </I> down to <I> N = 0. </I> This occurs if only slight increases in speed are permitted usually the disadvantages mentioned at the beginning.
If, on the other hand, the stator is closed at the moment of relief without changing the position of the impeller within a short closing time only up to about '/ "of the largest opening, then the output according to curve B also decreases to 0.
If the impeller, following the stator, begins to close in order to reduce the amount of idle water, the turbine would speed up again, and strive to take up power. In order to prevent this, precautions have been taken to continue to close the stator so that the turbine output remains at 0 despite the reduction in the opening of the impeller.
The closing movement of the stator initially takes place quickly, depending on the speed regulator, with a short closing time until the power has reached 0, then slowly depending on the closing movement of the impeller.
In the exemplary embodiment shown schematically in FIG. 2, the stator C of the turbine is controlled in a manner known per se by a controller B using a force amplifier:
which is shown schematically by its control valve D. In a likewise known manner, the control device for the regulation of the impeller blades, which takes place through the intermediary of a power amplifier shown schematically by the control valve E, is dependent on the movement of the stator C.
With the movement provision of the blades of the impeller F, a connecting link G leading to the turbine controller B is connected, which carries a stop g 'which works together with a stop attached to the controller B in such a way that the controller closes the guide vanes cannot exceed a certain position of the latter. According to curve B according to FIG. 1 discussed above, this would be, for example, the position in which the guide vanes are closed except for 1/3 of the full opening.
From this position, the controller B can then only close the guide vanes depending on the position of the impeller F, which means that both controlled parts move more slowly than the guide wheel before, together to complete completion. This then automatically results in: the advantages that have already been discussed above.
A further possible solution for this task is, @ d @ ass: the inhibition of the closing movement of the stator blades is made dependent on the position of the impeller blades by allowing the movement device for the latter to act on the liquid flow, who has to adjust the guide vanes.
If the entire arrangement is made, for example, such that the closing movement of the impeller blades begins at the point in time when the guide blades have been closed with rapid movement up to about 1/3, then the movement device of the impeller blades a throttle device can be activated, which partially blocks the "operating fluid for the guide vane movement and thereby slows down the movement considerably.
The mutual influence between impeller and idler control must be predetermined so that the closing movement of both parts comes to an end at the same time.