DE1551226C - Hydraulische Regelungseinnch tung fur mehrstufige Entnahmedampf turbinen - Google Patents

Description

c) jede der Umformvorrichtungen (3, 18, 19) besteht aus zwei parallel angeordneten, miteinander fest verbundenen Membranen (12, 13), die gegenüber festen Düsen (14, 15) bewegliche Drosselflächen (14', 15') aufweisen, wobei die Düsen (14, 15) zwischen den Membranen (12,13) gelegen sind und gleiche Durchtrittsquerschnitte aufweisen, von denen der eine kreisringförmig und der gegenüberliegende kreisflächenförmig ist,, und wobei die eine, dem kreisflächenförmigen Durchtrittsquerschnitt zugewandte Membran (12) dem Druck (P₁, P₂, P₃) des Primäröls bzw. der Entnahmestellen ausgesetzt und die andere Membran (13) mit Durchgangsöffnungen zu. den Strahldüsen (4, 5, 6, 23, 24, 25, 26, 27, " 28) der Strahlregler (7, 8, 9) versehen ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulisehe Regelungseinrichtung für mehrstufige Entnahmedampfturbinen mit Regelventilen vor den einzelnen Turbinenstufen, die jeweils über einen hydraulischen Stellmotor mit einem vorgeschalteten Steuerschieber in Abhängigkeit von einem hydraulischen Drehzahlregler und den einzelnen Entnahmedrücken geregelt werden.

Eine derartige Regelungseinrichtung ist aus der USA.-Patentschrift 2 383 219 bekannt.

Abgesehen von dem komplizierten mechanischen Aufbau einer solchen Regelungseinrichtung ist hierbei nachteilig, daß ein eventuell schwankender Druck der Steuerflüssigkeit der Regelungseinrichtung die Regelung selbst ungünstig beeinflußt und deshalb die Regelungsqualität mindert. Hinzu kommen die Nachteile hydraulischer Schieber und komplizierter Mechanik, nämlich hoher Aufwand und damit hohe Kosten der Regelungseinrichtung infolge der notwendigen großen Anzahl der Schieber, die mit hoher Genauigkeit hergestellt werden müssen, die Störungsanfälligkeit und auch der relativ hohe Verbrauch an Steuerflüssigkeit.

Es liegt die Aufgabe vor, die genannten Mängel zu beseitigen und eine hydraulische Regelungseinrichtung für mehrstufige Entnahmedampfturbinen zu schaffen, die bei relativ einfacher Konstruktion das Summieren der Impulse der zu regelnden Einflußgrößen ohne vorherige Umformung derselben in Schiebern gewährleistet, wobei der Speisedruck der Steuerflüssigkeit ohne Einfluß auf die Regelungsqualität bleiben muß.

Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Regelungseinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) Jedem der Steuerschieber ist ein Strahlregler vorgeschaltet, in dem die vom Drehzahlregler beeinflußte Steuerflüssigkeit über eine Strahldüse im freien Hauptstrahl in eine Aufnahmedüse eine Zuführungsleitung zum Steuerschieber gelangt, wobei weitere über Strahldüsen zugeleitete freie, von den jeweiligen Entnahmedrücken beeinflußte Steuerflüssigkeit-Nebenstrahlen den Hauptstrahl von der Aufnahmedüse ablenken können;

b) der Druck der Steuerflüssigkeit zu den einzelnen Strahldüsen der Strahlregler wird über jeweils eine, vom Primäröldruck des Drehzahlreglers bzw. den einzelnen Entnahmedrücken beaufschlagte Umformvorrichtung gesteuert;

c) jede der Umformvorrichtungen besteht aus zwei parallel angeordneten, miteinander fest verbundenen Membranen, die gegenüber festen Düsen bewegliche Drosselflächen aufweisen, wobei die Düsen zwischen den Membranen gelegen sind und gleiche Durchtrittsquerschnitte aufweisen, von denen der eine kreisringförmig und der gegenüberliegende kreisflächenförmig ist, und wobei die eine, dem kreisflächenförmigen Durchtrittsquerschnitt zugewandte Membran dem Druck des Primäröls bzw. der Entnahmestelle ausgesetzt und die andere Membran mit Durchgangsöffnungen zu den Strahldüsen der Strahlregler versehen ist.

Strahlregler der vorstehend unter Merkmal a) gekennzeichneten Art sind an sich bekannt. So ist z. B. aus der deutschen Patentschrift 563 579 ein sogenannter Strömungsverstärker bekannt, bei dem ein Hauptstrom durch einen im wesentlichen senkrecht hierzu auftreffenden Steuerstrom mehr oder weniger abgelenkt wird und dabei den von einem Fangrohr abgenommenen Ausgang steuert. Unter Verwendung dieses bekannten Grundprinzips geht es bei dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten Strahlregler um Einrichtungen, die mehrere Impulse, welche zunächst in Nebenstrahlen umgewandelt wurden, gleichzeitig auf einem Hauptstrahl einwirken. Der Aus-

gangsimpuls hängt bei den erfindungsgemäß verwendeten Strahlreglern somit von Größe und Vorzeichen der auf diese Weise summierten Impulse ab.

Auch die vorstehend unter Merkmal c) gekennzeichneten Umformvorrichtungen sind z. B. aus der deutschen Patentschrift 697 519 bekannt. Allerdings finden bei diesen bekannten Vorrichtungen elastisch federnde Membrane Anwendung, bei denen der umgewandelte Impuls auch vom Druck der Steuerfiüssigkeit abhängt. Bei den erfindungsgemäß verwendenden Umformvorrichtungen geht es dagegen darum, die Druckumformung selbst vom Einfluß eventuell schwankender Drücke der Steuerflüssigkeit freizuhalten.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen hydraulischen Regelungseinrichtung gezeigt, das nachfolgend näher beschrieben werden soll. Es zeigt

F i g. 1 das Schema einer hydraulischen Regelungseinrichtung für eine mehrstufige Entnahmedampf- turbine,

Fi g. 2 eine Umforrnvorrichtung im Längsschnitt,

F i g. 3 einen Strahlregler im Querschnitt.

Die hydraulische Regelungseinrichtung mit mehreren Regelgrößen zur automatischen Regelung der Entnahmedampfturbine 1 (Fig. 1) weist einen auf der Welle der Entnahmedampfturbine angeordneten hydraulischen Drehzahlregler 2 in Form einer Ölschleuderpumpe auf.

Der Druck der Steuerflüssigkeit wird von dem Drehzahlregler 2 durch eine Umformvorrichtung 3 an die Strahldüsen 4, 5 und 6 von Strahlreglern 7, 8 und 9 weitergegeben. Die Umformvorrichtung 3 übt gleichzeitig die Funktion eines Scheiders zwischen dem durch ein Rohr 10 zugeführten Primäröl und der durch ein Rohr 11 abgeleiteten Steuerfiüssigkeit aus.

Bei Änderung der Drehzahl der Entnahmedampfturbine 1 übt der Drehzahlregler 2 über das Rohr 10 einen Primäröldrack F₁ auf die Umformvorrichtung 3 aus. Dabei tritt eine Störung des Gleichgewichts der auf die Membranen 12 und 13 (F i g. 2) wirkenden Kräfte ein, wodurch diese durchgebogen und dementsprechend das Drosselungsspiel zwischen Düsen 14. 15 und Drosselflächen 14', 15' geändert wird. Da das Drosselungsspiel an der oberen Düse 14 sehr viel größer als dasjenige an der unteren Düse 15 ist, wird das Vorzeichen des umgeformten Primäröldruckes P₁' von dem Drosselungsspiel zwischen der Düse 14 und der oberen Drosselfläche 14' bestimmt.

Die Membrane 12 und 13 werden soweit durchgebogen, bis der umgeformte Primäröldrack P₁' und der Primäröldruck P₁ gleich sind. Da die Durchgangsquerschnitte der Düsen 14 und 15 gleich groß sind, gleicht die Umformvorrichtung 3 den Einfluß der Wirkung des Druckes P₀ im System der Steuerfiüssigkeit auf die Größe des umgeformten Primäröldruckes P₁' aus.

Die auf Grand von Entnahmedampfdrackänderungen entstehenden DrückeP₂ und P₃ (Fig. 1) werden aus den Rohrleitungen 16 und 17 der Entnahmevorrichtungen entsprechenden Umformvorrichtungen 18 und 19 unmittelbar zugeleitet, welche die umgeformten Drücke P₂' und P₃' an die Strahldüsen 24, 23, 25, 28, 27 und 26 der Strahlregler 7, 8 und 9 weitergeben.

Die Aufnahmedüsen 20, 21 und 22 der Strahlregler?, 8 und 9 sind gegenüber den von der Umformvorrichrung 3 gespeisten Strahldüsen 4, 5 und 6 angeordnet.

Die Wirkungsweise der Strahlregler 7, 8 und 9 (F i g. 3) beruht darin, daß die durch den umgeformten Primäröldrack P₁' hervorgerufenen Steuerfiüssigkeits-Hauptstrahlen durch die von den umgeformten Drücken P₀' und P₃' herrührenden Steuerflüssigkeits-Nebenstrahlen abgelenkt werden. Die Wechselwirkung dieser freien Steuerfiüssigkeitsstrahlen ruft in Abhängigkeit von der Ablenkung des Hauptstrahls in den Aufnahmedüsen 20, 21 und 22 (F i g. 1) entsprechende Änderungen des Druckes P₄ der Steuerflüssigkeit hervor.

Die Kraft, mit der der summierte Druck P₄ auf den Federkolben eines Steuerschiebers 30 wirkt, verschiebt einen mit den Federkolben 29 starr verbundenen Absperrschieber 31. Der Absperrschieber 31 steuert einen zweiseitigen Servomotor 32, der auf einen Kolben 33 des Verstellmotors eines Regelventils 34 der Entnahmedampfturbine 1 einwirkt.

Ähnlich werden die summierten Drücke P₅ und P_ß von den Strahlreglern 8 und 9 über Steuerschieber 35 und 36, Kolben 37 und 38 der Verstellmotoren zugeführt, die die Regelventile 39 und 40 der Entnahmedampfturbine 1 verstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch: .

   Hydraulische Regelungseinrichtung für mehrstufige Entnahmedampfturbinen mit Regelventilen vor den einzelnen Turbinenstufen,· die jeweils über' einen hydraulischen Stellmotor mit vorgeschaltetem Steuerschieber in Abhängigkeit von einem hydraulischen Drehzahlregler und den ein- · zelnen Entnahmedrücken geregelt werden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) Jedem der Steuerschieber (30, 35, 36) ist ein Strahlregler (7, 8, 9) vorgeschaltet, in dem die vom Drehzahlregler (2) beeinflußte Steuerflüssigkeit über eine Strahldüse (4,5,6) im freien Hauptstrahl in eine Aufnahmedüse (20, 21, 22) einer Zuführungsleitung zum-Steuerschieber gelangt, wobei weitere über

   • Strahldüsen (23, 24, 25, 26, 27, 28) zugeleitete freie, von den jeweiligen Entnahmedrücken (P₂, P₃) beeinflußte Steuerflüssigkeit-Nebenstrahlen den Hauptstrahl von der Aufnahmedüse (20, 21, 22) ablenken können;

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   b) der Druck der Steuerflüssigkeit (P₁', P₂', P₃') zu den einzelnen Strahldüsen (4, 5, 6, 23, 24, 25, 26, 27, 28) der Strahlregler (7, 8, 9) wird über jeweils eine, vom Primäröldruck (P₁) des Drehzahlreglers (2) bzw. den einzelnen Entnahmedrücken (P₂, P₃) beaufschlagte Umformvorrichtung (3,18,19) gesteuert;