CH376452A - Regelvorrichtung an Wasserturbinen, denen das Betriebswasser durch Druckrohrleitungen zugeführt wird - Google Patents

Regelvorrichtung an Wasserturbinen, denen das Betriebswasser durch Druckrohrleitungen zugeführt wird

Info

Publication number
CH376452A
CH376452A CH6447958A CH6447958A CH376452A CH 376452 A CH376452 A CH 376452A CH 6447958 A CH6447958 A CH 6447958A CH 6447958 A CH6447958 A CH 6447958A CH 376452 A CH376452 A CH 376452A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
servomotor
line
pressure regulator
closing
pressure
Prior art date
Application number
CH6447958A
Other languages
English (en)
Inventor
Krauss Hans Ing Dr
Original Assignee
Voith Gmbh J M
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Gmbh J M filed Critical Voith Gmbh J M
Publication of CH376452A publication Critical patent/CH376452A/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06Regulating, i.e. acting automatically
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description


  Regelvorrichtung an Wasserturbinen, denen das Betriebswasser  durch Druckrohrleitungen zugeführt     wird       Bei Wasserturbinen, denen das Druckwasser  durch lange Druckrohre zugeführt wird, müssen  Druckregler, das sind gesteuerte Entlastungsventile,  in die Rohrleitung eingebaut werden, durch welche  die insbesondere bei schnellen Schliessbewegungen  des     Turbinenleitapparates    auftretenden, übermässig  hohen Drucksteigerungen in den Druckrohren ver  hindert werden sollen.

   Diese Druckregler werden bei  Schliessbewegungen des Leitapparates gleichzeitig  so weit geöffnet, dass die Wassermenge, die nicht  mehr durch den Leitapparat der Turbine fliesst, über  diesen Druckregler ablaufen kann, d. h. dass das  Schliessgesetz des Leitapparates, in grosser Annähe  rung wenigstens, gleich dem Öffnungsgesetz des  Druckreglers sein muss. Darnach schliesst dann der  Druckregler so langsam, dass durch die Verzögerung  der Wassermassen in der Druckrohrleitung auf die  neue     Beharrungsgeschwindigkeit    kein grösserer  Druckstoss als 10 bis 15 %n der statischen Fallhöhe  eintritt.  



  Die Schliesszeit des     Turbinenleitapparates    wird  mindestens so lang gewählt, dass auch bei einem  Versagen des Druckreglers die Rohrleitung keinen  grösseren Druckstoss als 50 % aushalten muss. Mit  diesem     Überdruck    pflegt man die Rohrleitungen vor  der Inbetriebnahme zu prüfen, so dass auch im Aus  nahmefall die Rohrleitung noch nicht zu Bruch geht.  



  Die übliche     Druckreglersteuerung    besteht aus  einem Gestänge, durch welches in mechanischer Ab  hängigkeit von der Schliessbewegung des     Leitappa-          rates    das     St.uzrventil    des     Druckreglers    im     öffnungs-          sinn    beeinflusst wird. Eine Rückführung sorgt dafür,  dass der Druckregler nur so weit öffnet, als der     Leit-          apparat    schliesst.

   Die Rückführung ist mit einer     Öl-          bremse    versehen, die den     Druckregler    jeweils nach  Erfüllung seiner Aufgabe wieder langsam in die    Schliesslage zurückführt. In dieser Form bietet die       Druckreglersteuerung    keine Sicherheit gegen ein Ver  sagen. Aus diesem Grunde wird, wie bereits erwähnt,  der     Leitapparat-Stellmotor    von vorne herein mit  einer Schliesszeit für 50 % Drucksteigerung ausge  stattet, oder man sieht eine zusätzliche Einrichtung  vor, durch die erst im Augenblick des Versagens  des Druckreglers die lange Schliesszeit eingeschaltet  wird. Eine solche Vorrichtung ist aber     kompliziert     und teuer, weshalb man auf sie meistens verzichten  muss.  



  Im Zuge der Entwicklung des Wasserturbinen  baues werden immer grössere Leistungseinheiten ge  baut, was mit sich bringt, dass auch die Schliesszeiten  der Turbinen an langen Druckrohrleitungen unter  obigen Gesichtspunkten immer grösser werden  müssen.  



  Turbinen, denen das Betriebswasser durch  Druckrohrleitungen zugeführt wird, beziehen meistens  ihr Wasser aus Speicherbecken. Diese Turbinen wer  den deshalb zur     Ausregulierung    der Belastungsspit  zen eines Netzes herangezogen. Damit der Turbinen  regler den schnellen     Frequenzschwankungen    des  Netzes folgen und sie     ausregulieren    kann, ist man  schon dazu übergegangen, seine Dämpfung auszu  schalten, so lange der Generator mit dem Netz ge  kuppelt ist.

   Während dadurch bei Anlagen ohne  Druckregler das Optimum der Regulierungs  geschwindigkeit durch die eingestellte     Schliess-          bzw.        Öffnungszeit    gegeben ist, kann bei Anlagen  mit Druckreglern nur die     Schliessgeschwindigkeit    er  höht und damit die     Frequenzhaltung    bei Entlastungs  vorgängen verbessert werden. Dies würde aber die  Anwendung einer     Druckreglersteuerung        bedingen,     die absolute Sicherheit gegen ein Versagen bietet.

        Bei einer bekannten Ausführung, die diesen For  derungen entspricht, ist der Stellmotor des     Leitappa-          rates    mit einem Differentialkolben versehen, dessen       Öffnungsseite    etwa den doppelten Querschnitt wie  die Schliesseite aufweist, wobei die     Schliesseite    mit  dem kleinen Hubvolumen über eine Rohrleitung  unmittelbar mit der Schliesseite der kleineren Stufe  eines zweistufigen bzw.

   eines mit einem     öldruckteil     und einem     Wasserdruckteil    versehenen Stellmotors  des Druckreglers verbunden ist, während die Öff  nungsseite des     Leitapparatstellmotors    über das von  Turbinenregler betätigte Steuerventil     beaufschlagt     wird.  



  Diese Lösung ist sehr aufwendig und teuer, da  sowohl besonders kostspielige Stellmotoren für den  Leitapparat und für den Druckregler erforderlich  sind und da ausserdem auch das Steuerventil für den       Leitapparatstellmotor    etwa doppelt so gross wie bis  her üblich     ausgeführt    werden muss.  



  Die Erfindung gibt eine wesentlich einfachere  und bessere Lösung an, mit der es möglich ist, den       Leitapparatstellmotor    sowohl als auch den Druck  reglerstellmotor als einfache normale Stellmotoren  auszubilden. Ausserdem kann hierbei auch das  Steuerventil klein und billig gebaut werden. Die  neue Lösung vermeidet, wie die zuletzt genannte  bekannte Ausführung, auch die Anwendung von  Gestängen, von besonderen Steuerventilen für  Druckregler und die Anwendung einer Ölbremse.  



  Gemäss der Erfindung sind der     Leitradstellmotor     und der     Druckreglerstellmotor    mit ihren Öffnungs  seiten und/oder mit ihren Schliesseiten über je eine  bzw. eine Leitung hydraulisch miteinander     verbind-          bar,    wobei in den Leitungen bzw.

   der Leitung ein  vom Turbinenregler     beeinflusstes    und jeweils in Ab  hängigkeit von der     Leitradstellung        zurückgeführtes     Steuerorgan angeordnet ist, und ferner ist das Steuer  organ so angeordnet und ausgebildet und sind auch  die Stellmotoren derart ausgebildet, dass bei einer  stark ansteigenden Turbinendrehzahl entweder die  vom Kolben des jeweils steuernden Stellmotors aus  geschobene Ölmenge oder die Differenz zwischen den  sich zu Beginn und am Ende des. Schliessvorganges  im steuernden Stellmotor befindlichen Gesamtöl  mengen stets der in den gesteuerten     Stellmotor    ein  geschobenen Ölmenge gleich ist.  



  Da sich nur in wenigen Fällen bei     Wassertur-          binenanlagen    rechnerisch eine Gleichheit der aus dem  steuernden Stellmotor     ausgeschobenen    Ölmenge oder  der Differenz zwischen den zu Beginn und am Ende  des Schliessvorganges im steuernden Stellmotor be  findlichen     Gesamtölmengen    mit der in den gesteuer  ten Stellmotor eingeschobenen Ölmenge ergibt, wer  den gemäss weiteren Vorschlägen der Erfindung Mit  tel vorgesehen, die es gestatten, diese Gleichheit zu  erzielen.  



  So wird, für den Fall, dass sich aus der Rech  nung für die Schliesseite des     Druckreglerstellmotors     eine kleinere erforderliche     Stellölmenge    ergibt als  für die Schliesseite des     Leitradstellmotors,    die er-         forderliche    Gleichheit der vom Kolben des steuern  den Stellmotors     ausgeschobenen    Ölmenge mit der  in den gesteuerten Stellmotor eingeschobenen Öl  menge dadurch ermöglicht, dass die Schliesseiten der  beiden Stellmotoren bei einem     Leitrad-Schliessvor-          gang    über das Steuerorgan miteinander verbunden  werden und dass die Öffnungsseite des Druckregler  stellmotors an eine Druckquelle beliebigen, aber  konstanten Druckes,

   beispielsweise an die     Betriebs-          ölzuführungsleitung,    angeschlossen wird, wobei die  Druckquelle durch entsprechende Wahl des Kolben  stangendurchmessers des     Druckreglerstellmotors    den       geforderten    Verhältnissen angepasst werden kann.  



  Ergibt sich aus der Rechnung für die     Schliess-          seite    des     Druckreglerstellmotors    eine etwas grössere  erforderliche     Stellölmenge    als für die Schliesseite des       Leitradstellmotors,    so werden die Öffnungsseiten der  beiden Stellmotoren bei einem     Leitrad-Schliessvor-          gang    über das Steuerorgan miteinander verbunden.  Die Gleichheit der vom Kolben des steuernden  Stellmotors     ausgeschobenen    Ölmenge mit der in den  gesteuerten Stellmotor eingeschobenen Ölmenge wird  dabei durch entsprechende Dimensionierung der       Druckreglerkolbenstange    erreicht.  



  In der Regel werden die Verhältnisse so liegen,  dass die erforderliche     Stellölmenge    für die     Schliess-          seite    des     Druckreglerstellmotors    ein     Vielfaches    der  erforderlichen     Stellölmenge    für die Schliesseite des       Leitradstellmotors    beträgt.

   Hierfür wird das von  Turbinenregler verstellte gemeinsame Steuerorgan in  die Verbindungsleitung zwischen den Schliesseiten  der beiden Stellmotoren eingebaut und     ausserdem     bei einem von Turbinenregler ausgelösten     Leitrad-          Schliessvorgang    über das Ventil auch noch die     öff-          nungsseite    des     Druckreglerstellmotors    angeschlossen.

    Dadurch wird erreicht, dass die Differenz zwischen  den sich zu Beginn und am Ende eines     Leitrad-          Schliessvorganges    im     Druckreglerstellmotor    befind  lichen     Gesamtölmengen    dem in den     Druckreglerstell-          motor    eingeschobenen Volumen der     Druckreglerkol-          benstange    stets gleich ist.

   Dadurch kann bei entspre  chender Bemessung des     Kolbenstangendurchmessers     aber auch stets vollkommene Übereinstimmung der  Differenz zwischen den sich zu Beginn und am Ende  des     Leitrad-Schliessvorganges    im     Druckreglerstell-          motor    befindlichen     Gesamtölmengen    mit der in den       Leitradstellmotor    eingeschobenen Ölmenge erzielt  werden.  



  Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger  Ausführungsbeispiele erläutert.  



       Fig.    1 zeigt ein Beispiel bei vollkommen glei  chem Hubvolumen des     Druckregler-Stellmotors    1 und  des     Leitapparat-Stellmotors    2. Der in die Leitung 4,  400 zwischen dem     Druckregler-Stellmotor    1 und  dem     Leitapparat-Stellmotor    2 geschaltete hydrau  lische, das Steuerorgan bildende Steuerschieber 3  weist zwei Ringkanäle 3a und 3b auf. Der Ringkanal  3a ist üb, -r die Leitung 4 mit dem Schliessraum la  des     Druckregler-Stellmotors    verbunden, während der  Ringkanal 3b an die     Druckölversorgungsleitung    5      angeschlossen ist.

   Die Leitung 4 ist über eine Leitung  40 mit Blende 6 mit der     Druckölversorgungsleitung     5 verbunden.  



  Bei einem starken Ansteigen der Turbinendreh  zahl verstellt der Turbinenregler 8 über die Stange 7  den Kolben 30 des Steuerschiebers 3 sehr weit aus  der gezeichneten Mittellage nach unten. Die Steuer  kante 3d gibt dabei dem Öl den Abfluss aus dem  Öffnungsraum 2b des     Leitapparat-Stellmotors    2  über den Ringkanal 3i und eine im Auslauf 9 ange  ordnete Blende 10 frei. Gleichzeitig gibt die Steuer  kante     3e    die Verbindung zwischen dem Schliessraum  1 a des     Druckreglerstellmotörs    und dem Schliessraum  2a des     Leitapparat-Stellmotors    über den Leitungs  teil 4, den Ringkanal 3a und den Leitungsteil 400  frei. Die Leitung 4, 400 verbindet die     Schliesseiten     <I>l a,</I> 2a miteinander.

   Der auf dem     Druckreglerkegel     1 e des Entlastungsventils, welcher den an den  Einlauf des nicht gezeigten     Spiralgehäuses    ange  schlossenen Nebenauslass 31 steuert, lastende Druck  des Betriebswassers kann diesen somit     aufdrük-          ken,    das heisst nach links bewegen.

   Der auf  dem     Druckreglerkegel    lastende Wasserdruck gibt  also indirekt die Regulierarbeit für das Schliessen  der Turbine ab. über die Kolbenstange     ld    wird da  durch im selben Masse auch der Kolben 1c des       Druckreglerstellmotors    nach links bewegt, wodurch  ein der Kolbenfläche mal dem Kolbenhub entspre  chendes Volumen Öl aus dem Schliessraum 1a des  steuernden     Druckreglerstellmotors        ausgeschoben     und, da die Schliessräume der beiden Stellmotoren  über den Leitungsteil 4, den Ringkanal 3a und den  Leitungsteil 400 nunmehr hydraulisch miteinander  gekuppelt sind,

   ein gleiches Volumen Öl in den       Schliessraum    2a des gesteuerten     Leitapparat-Stell-          motors    eingeschoben wird, so dass sich gleichzeitig  mit der     Verstellbewegung    des Kolbens     1e    des  steuernden     Druckreglerstellmotors    der Kolben 2c  des gesteuerten     Leitapparat-Stellmotors    in entspre  chendem Masse in Pfeilrichtung, also nach rechts,  bewegt und dabei den Leitapparat der Turbine im  Sinne einer Schliessbewegung über die Stange 5 ver  stellt.

   Das Schliessen des Leitapparates, d. h. die Ver  ringerung des Wasserdurchlasses durch den     Leitappa-          rat,    erfolgt dabei im selben Masse wie der Druck  reglerkegel 1 e öffnet und dem Betriebswasser über  den Nebenauslass 31 den Ausfluss aus dem Druck  raum 32 in den Raum 33 freigibt, wobei die     Schliess-          zeit    bzw.     -geschwindigkeit    des Leitapparates und die  Öffnungszeit bzw.     -geschwindigkeit    des Druckregler  stellmotors durch die Blende 10 in der     Abflussleitung     9 bestimmt wird.  



  Nach     Zurücklegung    eines von der Drehzahl  regelung bestimmten Weges des     Leitapparat-Stell-          motors    wird der Steuerkolben 30 des     Steuerventiles     durch eine an sich bekannte     Rückführeinrichtung    11,  die der Einfachheit halber nur in     Fig.    1 dargestellt  ist, wieder in seine Mittellage zurückgeführt. Dadurch  werden die Steuerkanten 3e et 3d wieder in die in       Fig.    1 dargestellte Schliesstellung gebracht und die    Bewegung des     Leitapparat-Stellmotors    unterbrochen.

    Das aus dem Schliessraum la des     Druckregler-Stell-          motors        ausgedrückte   <B>öl</B> wird wieder ergänzt und  zwar so, dass aus der Leitung 5 über die Leitung 40  und die Blende 6 sowie die Leitung 4 wieder     Druck-          öl    in den Schliessraum la zufliesst und damit der       Druckreglerkolben        1e    langsam in seine alte     Schliess-          lage    gebracht wird.

   Wird der Steuerkolben 30 nur  wenig aus der gezeichneten Mittellage nach unten  verstellt, dann kann der Leitapparat nur so langsam  schliessen, als der über Blende 6 und drosselnde  Kante 3e auf die     Stellmotorseite    2a einströmenden  Ölmenge entspricht. Dies tritt bei kleinen Regulier  bewegungen ein, bei denen der Druckregler nicht  ansprechen soll.  



  Wird der Steuerkolben 30 vom Turbinenregler  nach oben bewegt, dann wird der Leitapparat in       Öffnungsrichtung    verstellt. Die     Kolbensteuerkante          3f    lässt dann Drucköl aus der Zubringerleitung 5  über den Ringkanal 3b in die Öffnungsseite 2b des       Leitapparat-Stellmotors    2 einströmen, während die  Gegenseite (Schliessraum 2a) über die Steuerkante  3g und den Ringkanal 3h sowie die     Abflussleitung     12 und die Blende 13, durch welche die     öffnungs-          zeit    festgelegt ist, nunmehr Abfluss erhält.  



  In     Fig.    2 ist dieselbe     Steuerung    wie in     Fig.    1 dar  gestellt mit durch die Leitungen 4, 400     verbindbaren     Schliessräumen<I>l a, 2a,</I> jedoch mit dem Unterschied,  dass der Öffnungsraum     1b    des     Druckregler-Stell-          motors    über die Leitung 14 mit der     Druckölzulei-          tung    5 verbunden ist. Hierdurch kann das rech  nerisch sich kleiner ergebende Hubvolumen der  Schliesseite des     Druckregler-Stellmotors    gleich der  Schliesseite des     Leitapparat-Stellmotors    gemacht  werden.

   Durch entsprechende     Dimensionierung    der       Druckreglerkolbenstange        1d    kann dabei noch eine  weitere Korrektur vorgenommen werden, wenn der  zur Verfügung stehende     Zuleitungsdruck    nicht ge  rade die für einen vollen Ausgleich erforderliche  Höhe hat, indem man den auf die Ringfläche des  Kolbens     1c    im Raum     1b    wirkenden     Öldruck    zu     Hilfe     nimmt.

   Dabei wird der Durchmesser der Kolben  stange     1d    so bemessen, dass die übrigbleibende     Kol-          benringfläche    und damit der auf diese ausgeübte  Öldruck so gross wird, dass er zusammen mit dem  auf den     Druckreglerkegel        le    wirkenden     Wasserdruck     den zum Schliessen des Leitapparates erforderlichen  Druck höchstens geringfügig überschreitet. Auch bei  dieser Ausführung öffnet der Druckregler bei kleinen  Regulierbewegungen nicht, sondern es strömt über  Blende 6 und drosselnde Steuerkante 3e Öl auf die  Schliesseite 2a des     Leitapparat-Stellmotors    2.

   Auch  hier ist die aus dem steuernden     Druckregler-Stell-          motor        ausgeschobene    Ölmenge gleich der in den ge  steuerten     Leitapparat-Stellmotor    eingeschobenen       Ölmenge.     



  Soll den Betriebsverhältnissen     entsprechend    nach  der Rechnung das Hubvolumen des     Leitapparat-Stell-          motors    2 nur wenig kleiner als das des     Druckregler-          Stellmotors    1 sein, dann wird das Hubvolumen der      Öffnungsseiten der beiden Stellmotoren gleich gross  gemacht, aber ausserdem, wie aus     Fig.    3 hervorgeht,  die Leitung 14 mit der     Abflussleitung    19 verbunden.       Damit    sind hier sowohl die Öffnungsseiten als auch  die Schliesseiten hydraulisch miteinander verbunden.  Im übrigen ist die Gesamtanordnung dieser Steue  rung dieselbe wie die in     Fig.    1.

   Es wird hier der  Steuerkolben 30 bei einem vom Turbinenregler aus  gelösten wesentlichen Schliessvorgang wiederum nach  unten verschoben und dadurch die Steuerkante 3d  geöffnet, so dass der Öffnungsraum 2b des     Leitappa-          rat-Stellmotors    2 und der Öffnungsraum 1 b des       Druckregler-Stellmotors    1 über den Ringkanal<B>31</B>  hydraulisch miteinander verbunden und über die  Blende 20 an den Auslauf 19 gelegt werden.

   Da  durch sinkt der Druck in den beiden     öffnungsräu-          men   <B><I>l b,</I></B><I> 2b</I> und der Öldruck im Schliessraum<I>2a</I>  kann sich auf einen Druck einstellen, welcher der  Summe aus dem zur     Aufbringung    der Regulierarbeit  notwendigen Druck und dem Öffnungsdruck des       Druckregler-Servomotors    entspricht.

   Da in der Regel  der Hub des     Leitapparat-Stellmotors    wesentlich  grösser als der des     Druckregler-Stellmotors    ist, wird  das Hubvolumen des Öffnungsraumes 1 b des Druck  regler-Stellmotors durch entsprechende     Dimensionie-          rung    des Durchmessers der     Druckregler-Kolbenstange     <B>I d,</B> deren in den Raum 1 b hineinragendes Volumen  von dem Hubvolumen über der Gesamtfläche des Kol  bens 1 c abzuziehen ist, dem Hubvolumen     des,Öffnungs-          raumes    2b des     Leitapparat-Stellmotors    gleichgemacht.

    Dabei ist auch hier die aus dem steuernden     Druckregier-          Stellmotor    aasgeschobene Ölmenge gleich der in den  gesteuerten     Leitapparat-Stellmotor    eingeschobenen  Ölmenge. Wenn nun der unter der Wirkung des Be  triebswasserdruckes stehende Kolben     1c    des Druck  regler-Stellmotors 1 das Öl vom Schliessraum 1     a     über die Leitung 4 und den jetzt freien Ringkanal  3a sowie über die     Leitung    400 in den     Schliessraum          2a    des     Leitapparat-Stellmotors    drückt, dann kann  der Leitapparat nicht schneller schliessen als der  Druckregler öffnet,

   denn der Öffnungsraum 2b ist  wie vorstehend beschrieben in diesem Fall über den  durch die Steuerkante 3d jetzt     offenen    Ringkanal 3i  und über die Leitung 14 mit dem     Öffnungsraum        1b     des     Druckregler-Stellmotors    verbunden. Der über  schuss des Hubvolumens des Schliessraumes     1n    ge  genüber dem Schliessraum 2a wird über die Leitung  40 und die Blende 6 in die Zubringerleitung 5 zu  rückgedrückt.

   Nach Rückführung des Steuerventils in  die die Ringkanäle 3a, 3b sperrende Mittellage  strömt das Öl von der Leitung 5 über die     Leitung     40 und die Blende 6 in den Schliessraum la des       Druckregler-Stellmotors,        während    aus dessen     öff-          nungsraum        lb    das Öl über die Leitung 14 und die  Blende 20 in den Abfluss 19 abströmen kann, so  dass dann der Druckregler wieder langsam schliesst.

    Öffnet bei ganz kleiner Entlastung der Turbine der  Druckregler nicht, dann strömt nur wenig Öl über  Blende 6 und drosselnde Steuerkante 3e auf die  Schliesseite des     Leitapparat-Stellmotors,    so dass die-         ser    langsam schliesst, bis das Steuerventil wieder in  seine Mittellage zurückgeführt ist.  



  Bei rechnerisch sich ergebenden besonders gros  sen Unterschieden zwischen dem Hubvolumen des       Druckregler-Stellmotors    und des     Leitapparat-Stell-          motors    wird das Hubvolumen der     Druckreglerkolben-          stange        1d,    d. h., das Volumen der Stange, das in den  Zylinder tritt, dem Hubvolumen des     Leitapparat-          Stellmotors    zumindest nahezu gleichgemacht.

   Wie  aus     Fig.    4 hervorgeht, erhält dann der Steuerschie  ber 3 einen weiteren Ringkanal 3c und der Steuer  kolben 30 eine weitere Steuerkante 3k, durch die  bei einem Schliessvorgang des Turbinenreglers     aus-          ser    dem Schliessraum la auch der Öffnungsraum     1b     des     Druckreglerstellmotors    mit dem Schliessraum 2a  des     Leitapparat-Stellmotors    verbunden wird.

   Das  hierbei aus dem Schliessraum la des     Druckregler-          Stellmotors    aasgeschobene Öl wird dann über die  Leitung 4 in den durch die Steuerkante 3k jetzt  offenen Ringkanal 3c zum grösseren Teil über die  Leitung 14 von dem Öffnungsraum 1 b wieder ange  saugt. Nur das dem Hubvolumen der Druckregler  kolbenstange     1d    entsprechende Öl wird in den  Schliessraum 2n des     Leitapparat-Stellmotors    einge  schoben. Diese Ölmenge stellt die Differenz zwischen  der sich zu Beginn und am Ende des     Schliessvor-          ganges    im steuernden     Druckregler-Stellmotor    befind  lichen     Gesamtölmenge    dar.

   Dadurch, dass Öl von  der Speiseleitung 5 und über die Blende 6 sowie die  Leitung 4 in den Schliessraum     1n    einströmen und  das<B>öl</B> des Öffnungsraumes l b durch die Leitung  19 und Blende 20 abfliessen kann, schliesst der  Druckregler wieder langsam. Im übrigen sind bei die  ser Ausführung die Regelvorgänge dieselben wie die  bei der Ausführung nach     Fig.    1 dargestellten.  



  Bei kleinen Regulierungen strömt durch Leitung  5, Blende 6 und drosselnde Steuerkante 3e so viel  Öl auf die Schliesseite 2a des     Leitradstellmotors,     dass der Leitapparat kleine langsame Bewegungen  machen kann. Der Druckregler bleibt geschlossen.  



  Ganz einfach wird die Steuerung, wenn die  Schliessräume des     Druckreglerstellmotors    1 und des       Leitapparatstellmotors    2 direkt miteinander verbun  den sind und über eine Leitung 21 mit konstantem  Öl- oder Wasserdruck belastet werden, wie das in       Fig.    5 dargestellt ist. Der Steuerschieber 3 ist hier  für einseitige Steuerung ausgebildet.

   Das Hubvolu  men im Öffnungsraum     1b    des     Druckregler-Stell-          motors    1 wird dem Hubvolumen des Öffnungsraumes       2b    des     Leitapparat-Stellmotors    2 durch entspre  chende Dimensionierung des     Kolbenstangenquer-          schnittes        1d    gleichgemacht, dessen in den Zylinder  hineinragendes Volumen ja zur Bestimmung des  Hubvolumens des Öffnungsraumes 1 b von dem Hub  volumen über der Gesamtfläche des Kolbens     1c    abzu  ziehen ist, und beide Räume werden durch den Steuer  schieber 3 verbunden.

   Bei einem vom Turbinenregler  ausgelösten Schliessvorgang bewegt sich der Steuer  ventilkolben 30 nach unten, und das Öl wird durch  den von der Kante 3d freigegebenen Ringkanal 3i aus      dem Raum 2b des steuernden     Leitapparat-Stellmotors     über die Leitung 14 in den Öffnungsraum     1b    des ge  steuerten     Druckregler-Stellmotors    eingeschoben.  Dadurch wird der Druckregler vom schliessenden  Leitapparat geöffnet. Danach schliesst der Druck  regler wieder langsam, indem über die Leitung 14  und die Blende 20 das Öl vom Öffnungsraum     1b     wieder abströmen kann. Das Öffnen des     Leitappara-          tes    wird in der an sich bekannten Weise durch  geführt.  



  Die Blende 10 bestimmt die Schliesszeit des  Leitapparates und die Blende 6 in der Zuleitung 4  dessen Öffnungszeit.  



  Um bei     Lastpendelungen    ein Aufschaukeln des       Druckes    zu vermeiden, muss es möglich sein, den  nach einem vorhergehenden Entlastungsvorgang noch  in langsamer     Wiederschliessbewegung    befindlichen  Druckregler bei einer folgenden Belastung etwa so  schnell schliessen zu lassen wie der Leitapparat wie  der öffnet.  



  Zu diesem Zweck wird bei den Ausführungsbei  spielen in den     Fig.   <I>la,</I>     2a,    3a von der Öffnungslei  tung 100 des     Leitapparatstellmotors    2 zum Ring  kanal 3a eine Verbindungsleitung 101 abgezweigt,  die eine Blende 15 sowie ein     Rückschlagventil    16  enthält.

   Wenn sich bei einer Belastung der Turbine  der Steuerkolben 30 nach oben bewegt, gibt dann  die Steuerkante 3 f dem durch die Leitung 5     zuflies-          senden        Drucköl    den Weg zum Öffnungsraum 2b  des     Leitapparatstellmotors    2 frei und ausserdem über  das     Rückschlagventil    16 sowie die Blende 15 und  den jetzt offenen Ringkanal     3a    sowie die Leitung 4  den Weg auch zum Schliessraum la des Druckregler  stellmotors frei. Der Druckregler erhält dann sein  Schliessöl nicht nur über die Leitung 5 und die  Blende 6, sondern auch über die Leitung<B>100</B> und  Blende 15, und er kann infolgedessen schneller  schliessen.

   Dabei wird die Blende 15 so bemessen,  dass sie im Verein mit der Blende 6 eine     Druck-          reglerschliesszeit    ergibt, die etwa der Öffnungszeit  des     Leitapparatstellmotors    entspricht.  



  Eine andere Lösung sieht für dieselbe Auslegung  entsprechend     Fig.    4a am Steuerschieber einen wei  teren Ringraum     3n    zwischen den Ringräumen 3b  und 3c vor, und zwei neue Steuerkanten 3p und 3q.  Bei einer Bewegung des Steuerkolbens 30 nach oben  öffnet die Steuerkante 3p dem     Drucköl    von Leitung  5 über Raum 3b den Zugang über Raum     3n    und  Leitung 101 zur Schliesseite la des Druckregler  stellmotors. Gleichzeitig öffnet Steuerkante 3q dem  Öl der Gegenseite 1 b Abfluss über Leitung 17 und  Blende 18. Dieser Ablauf ist dem normal wirksamen  über Leitung 19 und Blende 20 parallel geschaltet,  wodurch der Druckregler schneller schliesst.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach     Fig.    5a er  halten das Gehäuse des Steuerschiebers 3 einen be  sonderen Ablauf 17 mit Blende 18 und der Steuer  kolben 30 eine weitere Steuerkante 3m, über die  das Öl vom Öffnungsraum 1 b des     Druckreglerstell-          motors    abströmen kann. Es fliesst dann bei einer    Wiederbelastung der Turbine und der dadurch aus  gelösten Verstellung des     Steuerschieberkolbens    30  nach oben das Öl aus dem Öffnungsraum     1b    des       Druckreglerstellmotors    nicht nur wie normal über  die Leitungen 14 und 19 ab, sondern auch über die  Blende 10 und die jetzt offene Steuerkante 3m des  Ringraumes 3i sowie die Leitung 17 und die Blende  18 hinweg.

   Das Zusammenwirken der Blenden 10,  20 und 18 ergibt dann eine     Druckreglerschliesszeit,     die der     Leitapparatöffnungszeit    angenähert gleich  kommt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Regelvorrichtung an Wasserturbinen, denen das Betriebswasser durch Druckrohrleitungen zugeführt wird, mit einem durch einen hydraulischen Stell motor verstellbaren Turbinenleitrad und einem durch einen weiteren hydraulischen Stellmotor als Rohr- leitungs-Druckregler zu betätigenden Entlastungs ventil in der Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitradstellmotor (2) und der Druckregler stellmotor (1) mit ihren Öffnungsseiten (1b, <I>2b)</I> und/ oder mit ihren Schliesseiten (la und 2a) über je eine bzw.
    eine Leitung hydraulisch miteinander ver- bindbar sind, wobei in den Leitungen bzw. der Lei tung ein vom Turbinenregler (8) beeinflusstes und jeweils in Abhängigkeit von der Leitradstellung zu rückgeführtes Steuerorgan (3) angeordnet ist, und ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Steuer organ so angeordnet und ausgebildet und auch die Stellmotoren derart ausgebildet sind,
    dass bei einem starken Ansteigen der Turbinendrehzahl entweder die vom Kolben des jeweils steuernden Stellmotors aus geschobene Ölmenge oder die Differenz zwischen den sich zu Beginn und am Ende des Schliessvor- ganges im steuernden Stellmotor befindlichen Ge- samtölmengen stets der in den gesteuerten Stellmotor eingeschobenen Ölmenge gleich ist. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Regelvorrichtung nach Patentanspruch, bei der das Steuerorgan in der Verbindungsleitung zwi schen den Schliesseiten der beiden Stellmotoren an geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (3) in der Leitung (4, 400) derart aus gebildet ist, dass es bei einem vom Turbinenregler ausgelösten Leitrad-Schliessvorgang die Schliesseite (2a) des Leitradstellmotors mit der Schliesseite (la) des Druckreglerstellmotors verbindet und die öff- nungsseite (2b) des Leitradstellmotors entlastet,
    während es bei einem vom Turbinenregler ausge lösten Leitrad-Öffnungsvorgang die Öffnungsseite (2b) des Leitradstellmotors an die Druckmittelzulei- tung (5) anschliesst und die Schliesseite (2a) des Leitradstellmotors entlastet. 2. Regelvorrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Öffnungsseite (1b) des Druckreglerstellmotors (1) an eine Druckquelle konstanten Druckes angeschlossen ist (Fig. 2, Fig. <I>2a).</I> 3.
    Regelvorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kolbenstange (1d) derart bemessen ist, dass durch den zusätzlich zu dem auf den Druckreglerkegel (1e) wirkenden Wasserdruck auf die übrigbleibende Kolbenringfläche ausgeübten Öldruck der zum Schliessen des Leitapparates erforderlichen Druck höchstens geringfügig überschritten wird. 4.
    Regelvorrichtung nach Patentanspruch, bei der das Steuerorgan in einer Verbindungsleitung zwischen den Öffnungsseiten der beiden Stellmoto ren angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (3) in der Leitung (14) derart aus gebildet ist, dass es bei einem von Turbinenregler (8) ausgelösten Leitrad-Schliessvorgang die Verbin dungsleitung (14) freigibt und dadurch die öffnungs- seiten (1b und 2b) der beiden Stellmotoren mitein ander verbindet (Fig. 3, Fig. 3a). 5.
    Regelvorrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (3) so ausgebildet ist, dass es bei einem vom Turbinenregler (8) ausgelösten Leitrad-Schliessvorgang die Verbin dungsleitung (4, 400) freigibt und dadurch die Schliesszeiten (la und 2a) der beiden Stellmotoren miteinander verbindet und auch noch die öffnungs- seite (1b) des Druckreglerstellmotors (la) über eine weitere Leitung (14) an die Verbindungsleitung (4, 400) anschliesst (Fig. 4, Fig. 4a). 6.
    Regelvorrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass das Hubvolumen des Leitradstellmotors (2) gleich dem Hubvolumen der Kolbenstange (1d) des Druckreglerstellmotors ist (Fig. 4, Fig. 4a). 7. Regelvorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (40) zur Schliesseite (la) des Druckreglerstellmotors (1) eine Blende (6) angeordnet ist (Fig. 1, 2, 3 und 4). B.
    Regelvorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Schliesseiten (la und 2a) der beiden Stellmotoren an eine Druckleitung (21) konstanten Druckes angeschlossen sind und dass über das Steuerorgan (3) bei einem Leitrad-Schliess- vorgang die Öffnungsseiten (1b und 2b) der beiden Stellmotoren miteinander verbunden werden (Fig. 5, Fig. 5a). 9.
    Regelvorrichtung nach Unteransprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ablaufleitung (19) aus der Öffnungsseite (1b) des Druckreglerstell- motors eine Blende (20) eingebaut ist (Fig. 3, 4 und 5). 10.
    Regelvorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei einem Leitrad-Öff- nungsvorgang die Schliesseite (la) des Druckregler stellmotors (1) durch das Steuerorgan (3) über eine zweite Leitung (101) mit der Druckleitung (5) in Verbindung gebracht wird, derart, dass der Druck reglerstellmotor ebenso schnell schliesst wie das Leit- rad öffnet (Fig. <I>la, 2a, 3a, 4a).</I> 11.
    Regelvorrichtung nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass die Leitung (101) über ein Rückschlagventil (16) nur bei einem Leitrad- Öffnungsvorgang Drucköl erhält, wobei die einströ mende Ölmenge durch eine Blende (15) bestimmt wird (Fig. <I>la, 2a,</I> 3a). 12. Regelvorrichtung nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass die Leitung (101) bei einem Leitrad=Öffnungsvorgang über eine Steuer kante (3p) Drucköl erhält (Fig. 4a). 13.
    Regelvorrichtung nach Unteransprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Leit- rad-Öffnungsvorgang die Öffnungsseite (1b) des Druckreglerstellmotors über eine Steuerkante (3g bzw. 3na) Abfluss erhält, so dass der Druckregler entsprechend dem Ölabfluss über eine Blende (18), welche der Blende (20) für normale Schliessgeschwin- digkeit parallel geschaltet ist, schneller schliessen kann (Fig. <I>4a,</I> 5a).
CH6447958A 1957-10-04 1958-09-29 Regelvorrichtung an Wasserturbinen, denen das Betriebswasser durch Druckrohrleitungen zugeführt wird CH376452A (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEV0013211 1957-10-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH376452A true CH376452A (de) 1964-03-31

Family

ID=7574127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH6447958A CH376452A (de) 1957-10-04 1958-09-29 Regelvorrichtung an Wasserturbinen, denen das Betriebswasser durch Druckrohrleitungen zugeführt wird

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH376452A (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2748079A1 (de) Wasserdruck-verstaerkungssystem und steuerventil sowie steuerverfahren
DE2808082A1 (de) Druck- bzw. flusskompensiertes steuer- bzw. regelsystem mit konstantem drehmoment und viskositaetsermittelnder uebersteuerung
EP0935713A1 (de) Ventilanordnung und verfahren zur ansteuerung einer derartigen ventilanordnung
DE2837666A1 (de) Fuell- und auslassventil zur steuerung des hydraulikflusses, insbesondere bei pressen, abkantpressen und scheren
DE1426370B2 (de) Regelvorrichtung zum verhindern des erloeschens der brenn kammer einer gasturbinenanlage
DE1650267C3 (de) Hydraulische Vorrichtung zur Steuerung des Druckmittelflusses zu einem einen doppelt und einen einfachwirkenden Hydrozylinder aufweisenden hydraulischen System
EP0631056B2 (de) Stellantrieb für ein Regelventil
EP0364397A1 (de) Einrichtung zum Steuern eines Sicherheitsventils
DE2844350A1 (de) Vorrichtung zum regeln von gasturbinen
AT208791B (de) Regelvorrichtung für Wasserturbinen
DE2537957A1 (de) Steuer- bzw. regelanordnung fuer pumpen mit variabler verdraengung
CH376452A (de) Regelvorrichtung an Wasserturbinen, denen das Betriebswasser durch Druckrohrleitungen zugeführt wird
DE1290373B (de) Brennstoffregelanlage fuer Gasturbinentriebwerke
EP0135751B1 (de) Hydraulikvorrichtung
DE1066509B (de)
EP0419946B1 (de) Stellantrieb
DE4226893C2 (de) Hydraulische Drucksteuerung für einen Verbraucher sowie Verfahren zur Ansteuerung eines hydraulischen Verbrauchers unter Verwendung einer solchen Drucksteuerung
DE19719636C2 (de) Hydraulische Vorrichtung mit regelbarer Pumpe zur Versorgung eines ersten und eines zweiten Verbrauchers
DE1484378B2 (de) Wasserkraftanlage fuer eine niederdruckturbine mit einem verschliessbaren leitapparat und einem der turbine und dem leitapparat zugeordneten nebenauslass mit einem verschluss aus mehreren, vom wasserdruck beaufschlagten klappen, deren verstellung in abhaengigkeit von der steuerung des leitrades der turbine hydraulisch erfolgt
DE1075896B (de) Regler fuer Gasturbinen
DE2151837A1 (de) Steuervorrichtung fuer hydraulisch betriebene Einrichtungen
AT218439B (de) Regelvorrichtung für Wasserturbinen
DE1576144A1 (de) Automatische Steuerung fuer einen hydraulischen Stell- oder Arbeitskolben
DE852393C (de) Vorrichtung fuer Dampfturbinen-Ein- und -Mehrfach-Entnahme- und -Zwei- und -Mehrdruckregelungen, die durch Druckfluessigkeit betrieben werden
DE555541C (de) Steuerungseinrichtung fuer Dampfturbinen mit doppelter Sicherung gegen UEberdrehzahl