DD148367A1 - Einrichtung zur ueberdrehzahlminderung einer dampfturbine nach lastabwurf - Google Patents

Abstract

Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemaeszen Einrichtung betrifft Dampfturbinen mit groszvolumigen inneren Totraeumen und kurzer Anlaufzeit, die bei Lastabwuerfen grosze Ueberschwingweiten der Drehzahl erwarten lassen. Ziel der Erfindung ist es, eine Dampfturbinenregelung zu entwickeln, die einen geringen Aufwand erfordert und ein sicheres Beherrschen von Dampfturbinen mit hoher Leistungskonzentration und groszen Totraeumen gewaehrleistet. Dabei steht die Aufgabe, dem nach einem Lastabwurf in der Turbine eingeschlossenen Dampf einen moeglichst groszen Teil seiner Arbeitsfaehigkeit zu entziehen. Erfindungsgemaesz wird das erreicht, indem eine bemessene Menge Wasser sofort nach dem Lastabwurf in die Dampfraeume der Dampfzuleitung und/oder der Turbine eingespritzt wird.

Description

Titel der Erfindung

Einrichtung zur Überdrehzahlminderung einer Dampfturbine nach lastabwurf

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Einrichtung betrifft Dampfturbinen mit großvolumigen inneren Toträumen und kurzer Anlaufzeit, die bei lastabwürfen auf Grund der in den Toträumen gespeicherten Dampfenergie große Überschwingweiten der Drehzahl erwarten lassen.

Charakteristik der bekannten technischen lösungen Bei bisherigen lösungen v/erden in der Turbine angeordnete Drosselorgane eingesetzt, die bei lastabwurf den Dampfstrom stauen, oder es werden Sohne11öffnungsventile vorgesehen, die einen Teil des in dem ungünstigsten Hohlraum gespeicherten Dampfes austreten lassen. Auch an Reglern derartiger Turbanen sind Besonderheiten vorgesehen, wie z. B. die Bildung eines D-Signales zum schnelleren Schließen der Prischdampfregelventile oder die sogenannte Störgrößenaufschaltung, die im Augenblick der Ή etztrennung, kurz vor der Drehzahlsteigerung, ein Signal abgibt, welches die Regelventile unmittelbar zum schnellen Schließen bringt,

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Es gibt im Prinzip noch weitere Möglichkeiten, die maximale Drehzahlerhöhung bei Vollastabwurf nicht zu groß werden zu lassen. Alle Anordnungen haben gemeinsam, daß sie einen relativ hohen Aufwand benötigen bzw. hohe Strömungsverluste verursachen.

Ziel der Erfindung -

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Dampfturbinenregelung zu entwickeln, die einen geringen Aufwand erfordert und ein sicheres Beherrschen von Dampfturbinen mit hoher Leistungskonzentration und großen Toträumen gewährleistet.

Darlegung des "Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, der durch das Schließen der Regelventile nach Lastabwurf in den Hohlräumen der Turbine eingeschlossenen Dampfmenge einen möglichst großen Teil ihrer Arbeltsfähigkeit zu entziehen, um die aus der Energieumsetzung resultierende Drehzahlerhöhung des Turbinenlaufzeuges zu minimieren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in die Dampfräume der Dampfzuleitung und/oder der Turbine eine bemessene Menge T/asser sofort nach Netztrennung unter Hochdruck eingespritzt wird. Durch die hohe Verdampf ungswärme des Wassers erfährt die eingeschlossene Dampfmenge eine starke Temperatur- und somit auch Druckabsenkung und verliert damit einen Teil ihres Arbeitsvermögens.

Um eine Vermischung des Wassers mit dem Dampf und damit die notwendig schnelle Reaktion zu erreichen, erfolgt die Einspritzung mittels Einspritzdüsen, die sowohl in Regelventilnähe als auch in den die wesentlichen Energiemengen beinhaltenden Hohlräumen angeordnet sind, schon während des Schließvorganges der Regelventile,

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Das Signal zum Öffnen der Magnetventile für die Einspritzdüsen wird, bei Lastabwurf unmittelbar nach Leistungsabfall des vom elektrischen Netz getrennten Generators, vorzugsweise durch ein Leistungssprunggerät gegeben.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.

In der Dampfzuleitung 1 sind das Schnellschlußventil 2 und ein Regelventil 3 dargestellt. Unmittelbar hinter dem dargestellten Regelventil ist eine Einspritzdüse 4 angeordnet. Eine gleiche Einspritzdüse 4 befindet sich in der Gehäusewand der Turbine 5. Unmittelbar vor den Einspritzdüsen 4 sind Magnetventile 6 angeordnet, welche nach einem entsprechenden Signal das über die Signalleitungen 7 von einem nicht dargestellten Signalgeber, z. B. einem Leistungssprunggerät, Druckwasser in die entsprechenden Dampfräume über die Einspritzdüsen 4 eintreten lassen. Dieses Druckwasser wird von einer Hochdruckpumpe 8 in Verbindung mit einem parallelgeschalteten Druckspeicher 9 bereitgestellt. Die Einrichtung arbeitet wie folgt:

Bei Hetz trennung, als Police des Lastabwurf es, bewirkt die nicht dargestellte normale Drehzahlregelung der Turbine 5 ein drehzahlproportionales Schließen der Regelventile 3 (im Beispiel nur 1 Ventil dargestellt) und damit.eine vorübergehende Absperrung-der Dampfzufuhr. Gleichzeitig mit dem Schließbeginn der Regelventile 3 wird die im Druckspeicher 9 befindliche Wassermenge über die Ventil-Düsenanordnung in die Dampf räume eingespritzt, v/eil ein bei der Ή etztrennung gewonnenes elektrisches Signal den Einspritzvorgang sofort einleitet.

Die Drehzahlzunähme des Turbosatzes, die ohne Einspritzung von Wasser solche Werte annehmen kann-, daß es zu der nicht erwünschten Schnellschlußauslösung kommt, erfährt wegen der

durch die Wassereinspritzung erfolgten Abkühlung des in der Turbine 5 eingeschlossenen Dampfes eine erhebliche Reduzierung, weshalb das Drehzahlmaximum innerhalb der vorgegebenen Grenze von etwa 8 % Drehzahlzunahme bleibt. Sofort nach Abschluß des Vorganges sorgt eine nicht dargestellte Automatik für das Wiederfüllen des Druckspeichers 9, um die notwendige Einspritzwassermenge für einen erneut möglichen Lastabwurf zur Verfugung zu stellen. .

Eine weitere nicht dargestellte Möglichkeit des kurzzeitigen Einbringens einer angemessenen Wassermenge besteht darin, einen Regelventilstellmotor so auszubilden, daß dieser entweder mit einem besonderen Hilfskolben die Wassereinspritzung über die Düsen bewirkt oder daß seine Bewegung zur Auslösung des Öffnens entsprechend gestalteter, mechanisch betätigter Ventile dient. In diesen Fällen könnte auf ein besonderes elektrisches Signal verzichtet v/erden.

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Claims (7)

1. Erfindungsanspruch

   1. Einrichtung zur Überdrehzahlminderung einer Dampfturbine nach Lastabwurf, gekennzeichnet dadurch, daß in die Dampfräume der Dampfzuleitung (1) und/oder der Turbine (5) eine bemessene Menge Wasser eingespritzt wird,
2. 2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zum Einspritzen und Zerstäuben des unter Hochdruck stehenden Wassers eine oder mehrere Einspritzdüsen (4) verwendet werden.
3. 3. Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Einspritzdüsen (4) in unmittelbarer Mähe des Regelventiles (3) in die Dampfzuleitung (1) und/oder an den den wesentlichen Energiegehalt beinhaltenden Toträumen der Turbine (5) angeordnet sind.
4. 4. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die kurzzeitige Einspritzung des Wassers unmittelbar nach dem lastabwurf (Netztrennung) der Turbine (5) erfolgt.
5. 5. Einrichtung nach Punkt 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Einspritzdüsen (4) mit einem Hagnetventil (6) gekoppelt sind.
6. 6. Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Eegelventilstellmotor mit einer Hilfskolben-Zylinderanordnung ausgerüstet ist, die parallel zur Schließbewegung die Wassereinspritzung bewirkt.
7. 7. Einrichtung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß vor den Einspritzdüsen (4) ein mechanisch betätigtes SehneHoffnungsventil, welches in der ersten Bewegung phase des Stellmotors mechanisch ausgelöst wird, ange ordnet ist.

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