DE569727C - Regelungseinrichtung fuer Kraftmaschinen, insbesondere fuer Turbinen mit elektrischen Stromerzeugern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Ja 569727 KLASSE 14c GRUPPE 8os

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Juli 1931 ab

Trotz aller Verfeinerungen in den Reglerbauarten läßt sich mit den bisherigen Mitteln eine Aufgabe der Regelungstechnik nicht zufriedenstellend lösen, nämlich die Verkürzung des Zeitraums, der zwischen einem Regelimpuls und der Regehvirkung liegt. Die Ansprechzeiten sind zu groß und die Regelgeschwindigkeiten zu klein, als daß es möglich wäre, die Änderung einer Zustandsgröße, die sich als Regelimpuls auswirkt, schon im Entstehen abzufangen. Die erforderlichen Zeiten liegen, soweit man das rechnerisch erfassen kann, in der Größenanordnung von Bruchteilen von Sekunden; da die Drehzahlregler Massenwirkungen ausgesetzt sind, so ist ein bestimmter Drehzahlabfall unvermeidlich, ehe eine Regelwirkung einsetzt.

Die Erfindung bezieht sich auf die Aufgabe, stoßartige Belastungsänderungen so

ao schnell abzufangen, daß eine wesentliche Drehzahländerung nicht eintritt, und zwar macht sie von einer Erscheinung Gebrauch, die bei einem Lastwechsel eintritt. Als Beispiel hierfür sei eine Turbine mit elektrischem Stromerzeuger gewählt. Der Stromerzeuger ist mit einer bestimmten Leistung belastet und die Dampfzufuhr zur Maschine so eingestellt, daß Gleichgewicht zwischen der von der Turbine entwickelten Leistung und der Belastung des Stromerzeugers besteht. Wird nun der Stromerzeuger plötzlich belastet, so übt das Feld desselben auf den Läufer eine bremsende Wirkung aus. Der Läufer hat also die Neigung, gegenüber dem Turbinenläufer zurückzubleiben. Hierdurch wird auf die Kupplung zwischen Stromerzeuger und Turbine eine Kraft ausgeübt, die bestrebt ist, die beiden Kupplungshälften gegeneinander zu verschieben. Diese Erscheinung wird gemäß der Erfindung für den Regelvorgang ausgenutzt werden, und zwar ist zwischen Turbine und Stromerzeuger eine in der Umfangsrichtung elastische Kupplung zwischengeschaltet, von der mindestens ein Teil mit dem Einlaßventil der antreibenden Turbine gekuppelt ist. Im allgemeinen wird man diese Regelung nicht als alleinige Regelung verwenden, sondern sie parallel zum Drehzahlregler arbeiten lassen, so daß normale Lastschwankungen durch den Drehzahlregler ausgeglichen werden, während die Regeleinrichtung nach der Erfindung nur bei Stoßlast in Tätigkeit tritt. Diese Einrichtung kann selbstverständlich in gleicher Weise, wie sie bei einer plötzlichen Belastung eingreift, auch bei einer plötzlichen Entlastung eingreifen und verhindert dann das Ansprechen des Schnellschlußreglers.

*} Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Kurt Halle in Berlin-Siemensstadt.

Bei !größeren Maschineneinheiten wird es schwierig sein, die Kupplung so auszubilden, daß sie eine Bewegung ihrer beiden Kupplungshälften gegeneinander zuläßt. In einem solchen Fall kann man sich damit helfen, daß man einen besonderen Hilfsstromerzeuger vorsieht, der ebenfalls mit der Turbinenwelle gekuppelt ist und parallel zum Hauptstromerzeuger arbeitet, also an dessen Lastschwan- «o kungen genau teilnimmt. Dann kann man die Kupplung zwischen dem Hilfsstromerzeuger und der Turbine zur Auslösung der Stoßregelung verwenden.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb. 1 bis 3 dargestellt, und zwar zeigt die Abb. 1 schematisch den Aufbau der Kupplung, Abb. 2 ihren Zusammenbau mit der Regelung, während die Abb. 3 eine derartige Einrichtung zeigt, bei der die mechaao nische Kraftübertragung durch eine hydraulische Kraftübertragung ersetzt ist.

Auf der mit 1 bezeichneten Stromerzeugerwelle sitzt die Kupplungshälfte 2, auf der Turbinenwelle 3 die Kupplungshälfte 4. An »5 den Kupplungshälften sind Bolzen 5 und 6 befestigt, die durch Federn 7 untereinander verbunden sind. Die von der Welle 3 entwickelte Drehkraft wird also über die Scheibe 4, die Bolzen 6 und die Federn 7 auf die Bolzen 5 und von diesen über die Kupplungsscheibe 2 auf die Welle 1 übertragen. Da die Kupplung nicht starr, sondern elastisch ist, so ist eine Verdrehung der Kupplungshälften 2 und 4 gegeneinander möglich. Diese wird zur Einleitung eines Regelvorganges verwendet. Zu diesem Zweck liegt innerhalb der Wellen 1 und 3 eine Schieberstange 8, die an ihrem Ende einen Steuerstift 9 trägt. Diesem ist eine Steuerhülse 10 zugeordnet, wie es aus der allgemeinen Regeltechnik bekannt ist. Die Schieberstange 8 trägt eine Gewindescheibe 11 und ist durch Feder und Nut 12 an der Drehung verhindert. Das der Gewindescheibe 11 zugeordnete Muttergewinde ist in eine Büchse 19 der Kupplung 4 eingeschnitten. Tritt eine Verdrehung der Scheiben 2 und 4 gegeneinander ein, so wird hierdurch eine Längsbewegung der Schieberstange 8 und damit des Steuerstiftes 9 hervorgerufen, wodurch in bekannter Weise über einen Kraftkolben das Einlaßventil der Turbine verstellt wird. Falls diese Steuerung nicht parallel zum Drehzahlregler arbeitet, kann man sie auf besondere Ventile arbeiten lassen. Jeder über die Kupplung übergeleiteten Leistung entspricht'ein bestimmter Ausschlag des Steuergestänges, also auch eine bestimmte Ventilöffnung.

Die Steuerung nach der Abb. 3 ist grundsätzlich in der gleichen Weise aufgebaut. Die Welle 3 ist in diesem Fall mit einer Bohrung 13 versehen, in die durch eine Leitung 14 Drucköl eingeleitet wird.' Sie mündet in Bohrungen 15 aus, denen Gegenbohrungen 16 in einer festen Hülse 17 an der Scheibe 2 entsprechen. Jede Verschiebung der Kupplungshälften 2 und 4 gegeneinander bewirkt eine Veränderung des freien Durchgangsquerschnittes zwischen den Bohrungen 15 und 16, also auch eine Veränderung des Öldruckes in der Bohrung 13. Diese Änderungen können z. B. über einen Membrantaktgeber 18 auf das Regelorgan übertragen werden. Auch in diesem Fall kommt der Steuerimpuls schon zur Wirkung, ehe eine merkliche Drehzahländerung der Turbine eingetreten ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Regelungseinrichtung für Kraftmaschinen, insbesondere für Turbinen mit elektrischen Stromerzeugern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kraftmaschine (Turbine) und Stromerzeuger eine in Umfangsrichtung elastische Kupplung zur Stoßregelung zwischengeschaltet ist, von der mindestens ein Teil ftiit dem Einlaßventil der antreibenden Kraftmaschine gekuppelt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßregelungseinrichtung parallel zur normalen Drehzahlregelung geschaltet ist.

3. Einrichtung nach Ansprvch 1, -dadurch gekennzeichnet, daß . die Stoßregelungseinrichtung zur Beeinflussung besonderer Stoßregelungsventile dient.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Maschinensatz ein dem Hauptstromerzeuger parallel geschalteter Hilfsstromerzeuger über eine elastische Kupplung gekuppelt ist, von der die Stoßregelungsimpulse abgeleitet werden.

Hierzu l Blatt. Zeichnungen