DE1933473C3

DE1933473C3 - Interception device for steam turbines

Info

Publication number: DE1933473C3
Application number: DE19691933473
Authority: DE
Inventors: Helmut 4330 Muelheim Schaper
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1969-07-02
Publication date: 1974-02-07
Also published as: FR2054058A5; NL7009796A; CH517894A; DE1933473A1; DE1933473B2; NL146254B

Description

Die Erfindung betrifft eine Abfangeinrichtung für Dampfturbinen, die mit Regel- und Schnellschlußveniiien ?ur Beeinflussung des Arbeitsmittelstromes versehen sind und bei dar die SchneHwhlußvemile ausgelöst werden bei gleichzeitigem Vorliegen eines einem Uheriirehzahl-Tsiwert der Dampfturbine entsprechenden civen Signals und eines zweiten Signais, wenn nicht alle Regelventil geschlossen oder eine vorgegebene Stellung kurz vor dem Schließen unterschritten haben.The invention relates to an intercepting device for steam turbines, which have regulating and quick-closing valves ? ur influencing the flow of working medium are provided and at dar the SchneHwhlußvemile are triggered with the simultaneous presence of a Uheriirehzahl-Tsi value corresponding to the steam turbine civen signal and a second signal, if not all control valve closed or one have fallen below the specified position shortly before closing.

Eine derartige Abfangeinrichtung ist in der als a"i-Such an interception device is described as a "i-

teres Recht geltenden deutschet: Pilentschnit I 751 631 bereits vorgeschlagen worden. Bei der dort beschriebenen Abfangeinrichtung so!! eine Regelung und A.bsoerrung des Arbeitsmiuelstromes im wesentlichen allein mit deu Regdventilen erfolgen. Wenn jedoch durch Hängenbleiben eines der Regelventiie eine Absperrung der Dampfzufuhr zur Dampfturbine, insbesondere bei auftretenden Überdrehzahlen, nicht möglich ist, soll durch entsprechende, von der Stellung der Regelventil abhängige Signale die Schnell-other law applicable in German: Pilentschnit I 751 631 has already been proposed. At the one there described interception device so !! a scheme and A. absorption of the working fluid flow essentially can be done solely with the regd valves. However, if one of the control valves gets stuck a shut-off of the steam supply to the steam turbine, especially in the event of overspeed, not is possible, the quick-

ao Schlußeinrichtung ansprechen. Die Ableitung der der Regelventilstellung entsprechenden Signale e. folgt dabei über Endschalter, die abhängig vom Hub der Regelventile betätigbar sind, wobei die Signalgewinnung auf elektrischem Wege erfolgt. Bei hydniulischen Turbinenregelungseinrichtungen, bei denen die Signale zur Herabsetzung der Schnellschlußdrchzahl als hydraulik ;he Signale vorliegen, ist es jedoch oft erwünscht, diese Signale ohne Einschaltung von elektrischer Hilfsenergie direkt zu verwenden.Address ao locking device. The derivation of the signals corresponding to the control valve position e. follows using limit switches that can be actuated depending on the stroke of the control valves, with the signal generation takes place electrically. In hydraulic turbine control devices where the signals to reduce the trip speed as hydraulic signals, it is often desirable to use these signals without the involvement of to use electrical auxiliary energy directly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abfangeinrichtung zu schaffen, bei der zum Abfangen der Dampfturbine in erster Linie die Regelventiie benutzt werden, wobei hydraulisch gesteuerte Vorrichtungen vorgesehen sind, die bei Versagen eines oder mehierer Regelventile ein Abschalten der Dampfturbine über die Schnellschlußeinrichuing veranlassen. Diese Aufgabe wird bei einer Abfangeinrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei hydraulischer Signalgewinnung durch Oldruckänderung des Regelölkreiscs zur Erzeugung de? der Regelventilstellung entsprechenden zweiten Signals mit den Regclventilkcgeln hubabhängig gekoppelte Abfrageorgane vorgesehen sind, die die Ablauföffnung eines Hilfsölkreises steuern, und daß dieser Hilfsölkreis über ein drehzahlabhängig betätigtes, einen Öldurchflußquerschnitt steuerndes Schaltglied an den Schnellschlußölkreis derart angeschlossen ist, daß das Schaltglied bei Überdrehzahl den Schnellschlußölkreis mit dem Hilfsölkreis verbindet und in diesem gemeinsam mit dem Schnellschlußölkreis bei mindestens einem gestörten Regelventil eine einen Schnellschluß auslösende Druckabsenkung erfolgt.The invention is based on the object of creating an interception device in which to intercept In the steam turbine, the regulating valves are primarily used, with hydraulically controlled devices are provided that, if one or more control valves fail, the Initiate the steam turbine via the Schnellschlusseinrichuing. This object is achieved according to the invention in an interception device of the type specified at the beginning solved in that with hydraulic signal generation by oil pressure change of the control oil circuit to generate de? the second signal corresponding to the control valve position with the control valve balls Query organs coupled depending on the stroke are provided, which open the drain opening of an auxiliary oil circuit control, and that this auxiliary oil circuit via a speed-dependent actuated, an oil flow cross-section controlling switching element is connected to the trip oil circuit in such a way that the switching element at overspeed connects the trip oil circuit with the auxiliary oil circuit and in this together with the Quick-closing oil circuit with at least one malfunctioning control valve a quick-closing triggering Pressure drop takes place.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß auf eine elektrische Hilfsenergie für die Abfangeinrichtung verzichtet werden kann und daß herkömmliche und bewährte mechanisch-hydraulische Wandler und hydraulische Schaltschieber verwendet werden können, die auf die Schnellschlußeinrichtung einwirken, so daß sich eine einfache und sichere Schaltung ergibt.The advantages achieved by the invention are mainly to be seen in the fact that an electrical auxiliary power supply for the interception device can be dispensed with and that conventional and proven mechanical-hydraulic Converter and hydraulic slide switch can be used, which act on the quick release device, so that a simple and safe circuit results.

Die Abfrageorgane sind dabei als rückstell-federbelastcte Schaltschieber ausgebildet, die über einen Kupplungsarm mit den Stößeln der jeweiligen Regelvcmüe mechanisch gekoppelt sind und ein Verschlußstück zur Steuerung der Ablauföffnung des Hilfsölkreises aufweisen und die Schaltschieber bei intakten, in oder kurz vor der Schließstellung befindlichen Re-The query organs are spring-loaded as a return Switch slide formed, which has a coupling arm with the tappets of the respective control valve are mechanically coupled and a closure piece for controlling the drain opening of the auxiliary oil circuit and the slide switch with intact, in or shortly before the closed position

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giilvcntilen von dem Kupplungsarm in ihrer Schließ- nale ÖffnungssteHung verlagert. Die Ventilsitze derdisplaced giilvcntilen from the coupling arm in their closed position open. The valve seats of the

richtung freigegeben, rücks'.ellfederbelastet mit dem Kugelventile Kl₁ V2 sind schematisch bei 17 ange-direction released, return spring loaded with the ball valve class ₁ V2 are shown schematically at 17.

VerschluBstik'k die Ablauföffnung verschließen, da- deiniu. Führungen für die Stößel M bei 18. WährendClosing sticks close the drainage opening, dairy. Guides for the slide M at 18. During

gegen hei hängenden Regelventilen von dem Kupp- in Fi g. 1 die Schließstellung der Regelventiie Vl, V2 against hot hanging control valves from the coupling in Fi g. 1 the closed position of the control valves V1, V2

hingsarm unter Freileitung der Ablauföffnung fest- 5 gezeigt ist, zeigt F i g, 2 eine Lage des VerschluS-5 is shown with a low hanging arm under the overhead line of the drainage opening, FIG. 2 shows a position of the closure

gehalten sind. Stückes 14a in Öffnungsstellung. Das in Fig. 2 dar-are held. Piece 14a in the open position. That shown in Fig. 2

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Auf- gestellte Regelventil kann das Regelventil Vl oderThe control valve Vl or

bau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels das Regelventil V 2 sein oder ein weiteres der no'-hconstruction and mode of operation of an embodiment, the control valve V 2 or another of the no'-h

nach der Erfindung näher erläutert. vorhandenen Regelventile (nicht dargestellt).explained in more detail according to the invention. existing control valves (not shown).

Dabei zeig» io Erfindungsgemäß dienen nun zur Gewinnung derIt shows »io according to the invention are now used to obtain the

Fig. 1 einen schematischen Schaltplan, teilweise dem Ist-Wert der Stellung der Regelventil Vl, Vl Fig. 1 is a schematic circuit diagram, partly the actual value of the position of the control valve Vl, Vl

mit konstruktiver Darstellung, der Abfangvorrichtung entsprechenden Ja- bzw. Nein-Signale mit den Regel-with constructive representation, yes or no signals corresponding to the interception device with the control

F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1 mit geöffnetem ventilen Vl, V2 hubabhängig gekoppelte Abfrage-Regelventil, organe 19, W. Diese steuern jeweils die Ablauföff-F i g. 2 shows an excerpt from FIG. 1 with open valves Vl, V2 stroke-dependent coupled query control valve, organs 19, W. These each control the drain opening

Die i:i der Fig. 1 dargestellte Abfangvorrichtung *5 nung 24 des Hilfsöikreises L 5, und zwar zwischenThe intercepting device shown in FIG. 1 * 5 voltage 24 of the auxiliary oil circuit L 5, namely between

L-nthäit zur Regelung und Absperrung des Arbeits- der Zulaufseite des Hilfsöikreises L5 und dem Ab-L-nthäit for regulating and shutting off the working side of the supply side of the auxiliary oil circuit L5 and the shut-off

niittel/uflusses /u der Dampfturbine T die Receiver)- !auf A. Die Abfrageorgane 19, 19⁷ sind als rücksteil-niittel / uflusses / u of the steam turbine T the receiver) -! to A. The interrogation organs 19, 19 ⁷ are as reverse

!.l·. l'£, Vl und die Schneilschliißvcntile SS. " federbelastete Schaltschiebe: 22, 22' ausgebildet, die! .l ·. l '£, Vl and the Schneilschliißvcntile SS. " spring-loaded shift slide: 22, 22' formed, the

hi F ι g. 1 wird von einem nicht näher durgesteü- jeweils über einen Kupplungsarm 21, 21'mit den Stö-ItMi Regler ein der Drehzahl /· der bei 1 angedeuteten »o ßeln 14derjeweiligen Regelventile V 1, F2mechanisch WVi'.e der Dampfturbine T proportionaler PrimUröl- gekoppelt sind. Die Schahs» deber 22, 22' weisen dailruck ρ 1 über einen Regelkreisel Kr rrzcugt. Dieser bei Verschlußstücke 23 auf, d:2 jeweils die Ahlaufdrjhzahl- bzw. laslabhängige Pnmäröldruck pl wird öffnung 24 steuern. Zwecks Prüfung der Gär.gigkeit über oine Signalumkehrstufe S in einen mit steigender ragen die Schaltschieber 22, 22' mit einem Fortsatz Last bzw. fallender Drehzahl ansteigenden Sekundär- as 22 α durch das Schaltschiebergehäuse 25. Die Kuppöldruck ρ 2 umgewandelt. Hierzu dient im dargestell- lungsarme 21 umgreifen mit Kupplungshülscn 21 α jeten Ausführungsbeispiel ein bekanntes Folgekolben- weils die Schaltschieber 22 und sind über das Ringsystem Fl, das in herkömmlicher Weise arbeitet. Das !ei! 14/) jeweils mit dem Stößel 14 des Regelventil im Folgekolbenraum/3 befindliche Öl nimmt somit fest verbunden. Somit werden die Schaltsdiieber 22, abhängig von der Größe des Primäröldruckes pl 30 22' der Abfrageorgane 19, 19' bei intakten, in oder einen Sekundäröldruck ρ 2 an, der im wesentlichen kurz vor der Schließstellung befindlichen Regelvenumgekehrt proportional zum Primäröldruck ρ 1 ν er- tilcn Vl, Vl von den Kupplungsarmen 21, 21' in läuft. ihrer Schließrichtung (Pfeile 26) freigegeben, so daßhi F ι g. 1 is from a non durgesteü- closer each case via a coupling arm 21, the 21'mit STOE itmi a regulator of speed / · the direction indicated at 1 »o BOWLS 14derjeweiligen control valves V 1, F2mechanisch WVi'.e the steam turbine T proportional PrimUröl- are coupled. The Shah "deber 22, 22 'have dailruck ρ rrzcugt 1 via a control gyro Kr. This at locking pieces 23 on, d: 2 in each case the Ahlaufdrjhzahl- or laser-dependent Pnmäröldruck p l will control opening 24. For the purpose of checking the fermentation via a signal reversing stage S, the slide valve 22, 22 'protrudes through the slide valve housing 25 with an increasing load or falling speed increasing secondary as 22 α . The coupling oil pressure ρ 2 is converted. This purpose is served in dargestell- lung arms 21 engage around with Kupplungshülscn 21 α jeten embodiment of a known Folgekolben- weils the switch slide 22 and are on the ring system Fl, which operates in a conventional manner. The egg! 14 /) Oil located in the follower piston chamber / 3 with the tappet 14 of the control valve is thus firmly connected. Thus, depending on the size of the primary oil pressure pl 30 22 'of the interrogation organs 19, 19' with intact, in or a secondary oil pressure ρ 2, the control valve, which is essentially just before the closed position, is inversely proportional to the primary oil pressure ρ 1 ν. tilcn Vl, Vl of the coupling arms 21, 21 'in runs. their closing direction (arrows 26) released so that

Eine Hauptölpumpe 2 fördert Drucköl über Lei- sie belastet durch die jeweilige Rückstellfeder 20 m«t lung L 1 und die Kanäle λ 1, kl des Schaltschiebers 35 ihren Verschlußslücken 23 die Ablauföffnung 24 ver-Λ1 der Schr.cllschlußcinrichtung in den Schnellschluß- schließen. Tritt dagegen eine Störung bei den Regel- «ilkreis Ll und damit unter der. Kolben in ί des ventilen Vl, V2 auf, d. h. ein Hingen bzw. Klemmen Schnellschlußventils SS. Dieses Schnellschlußventil der Stößel 14, so hält der jeweilige Stößel 14 mit seiist in Schließrichtung durch die Feder 3 rückstellend nem Kupplungsarm 21 und seiner Kupplungshülse federbelastet und verschließt bzw. öffnet mit seinem 4υ 21 η die Schaltschieber 22, 22' der Abfrageorgane 19 Verschlußstück 4 den Durchlaßquerschnitt öl der 19' in seiner Offenstellung, so daß eine Verbindung Dampfleitung LD. Im dargestellten Ausführungsbei- von der Zulaufseite des Hilfsölkrcises L 5 zum Abspiel wird demnach mit abfallendem Öldruck im lauf A besteht.A main oil pump 2 conveys pressurized oil via lines loaded by the respective return spring 20 with the aid of L 1 and the channels λ 1, kl of the slide switch 35 their closure gaps 23, the drain opening 24 of the screw closing device in the quick-closing closure. If, on the other hand, a fault occurs in the control circuit Ll and thus below the. Piston in ί of the valves Vl, V 2 on, that is, a hanging or clamping quick- action valve SS. This quick-action valve of the plunger 14 holds the respective plunger 14 with its coupling arm 21 and its coupling sleeve spring-loaded and closes, resetting in the closing direction by the spring 3 or opens with its 4υ 21 η the slide switch 22, 22 'of the interrogation organs 19 closure piece 4 the passage cross section oil of 19' in its open position, so that a connection steam line LD. In the embodiment shown, from the inlet side of the auxiliary oil circuit L 5 for playback, there is accordingly a falling oil pressure in the course A.

Schnellschlußölkreis Ll das Schnellschlußventil SS Zur Verwirklichung der als Kriterium für das Vorebeiiso wie andere nicht dargestellte Schnellschluß- 45 liegen einer Störung dienenden Und-Bedingung ist ventile seine Schließstellung einnehmen. Angcschlos- die Anordnung weiterhin so getroffen, d?<3 der Hilfssen an die Leitung Ll ist über den Kanal k3 des ölkreisL5 über ein drehzahlabhängig betätigbares. SchaltschiebersSi der HilfsÖlzweig L3; an diesen einen Öldurchflußquerschnitt steuerndes SchaMgiied wiederum sind die schematisch angedeuteten an sich .92 an den Schnellschlußölkreis Ll angeschlossen ist, bekannten Schalteinrichtungen für den Kondensator- 50 und zwar über den HilfsÖlzweig La. Das Schaltglied schutz KS, den Drehzahlwächter DW und die Druck- Sl ist als an sich bekannter rotierender, rückstelllagesicherung DLS jeweils angeschlossen. Der Schalt- federbelasteter (Schraubenfeder 27) Schaltschieber schieber Sl in bekannter Bauart dient mit seinem ausgebildet, der einerseits vom Sekundärö! des Regel-Handhebel S zur Handauslösung der Schnellschluß- ölkreises über Leitung L 4 beaufschlagbar ist und aneinrichtung. 55 dererseits mit Steuerkanten 28« des SchicbcrkolbensQuick- closing oil circuit Ll the quick- closing valve SS In order to realize the and condition serving as a criterion for the Vorebeiiso like other quick-closing 45 lying a disturbance valves is to assume its closed position. Angcschlos- the arrangement is still made so that? <3 of the auxiliaries to the line Ll is via the channel k3 of the oil circuit L5 via a speed-dependent actuatable. Slide switch S i of auxiliary oil branch L3; on this mold controlling an oil flow cross-section are in turn the schematically indicated switching devices for the capacitor 50, which are schematically indicated per se .92 connected to the quick-acting oil circuit Ll , via the auxiliary oil branch La. The switching element protection KS, the speed monitor DW and the pressure S1 is each connected as a known rotating, reset position safety device DLS. The switching spring-loaded (helical spring 27) slide switch Sl in a known design is used with its designed, on the one hand from the secondary oil! of the regulating hand lever S for manual release of the quick-acting oil circuit can be acted upon via line L 4 and can be set up. 55 on the other hand with control edges 28 "of the shift piston

Der drehzahl- bzw. lastabhängige Sekundäröldruck 28 die Verbindung Schnellschlußölkreis L2 bzw. zu-The speed or load-dependent secondary oil pressure 28 connects the quick-acting oil circuit L2 or

pl herrscht auch in der Leitung L4, an die über gehöriget HilfsÖlzweig L3 bis Hilfsölkreis LS her- pl also prevails in line L4, to which the appropriate auxiliary oil branch L3 to auxiliary oil circuit LS is connected.

Kraftverstärker K die Hydraulikkolbensysteme bzw. stellt oder unterbricht.Booster K the hydraulic piston systems or sets or interrupts.

Servomotoren Ml, Ml der Regelventile Vl bzw. V2 Wenn in der Leitung L4' der Sekundäröldruck ρ 2Servomotors Ml, Ml of the control valves Vl or V 2 If the secondary oil pressure ρ 2

angeschlossensind.DieStößel^mitRegelventilkegeln 60 unter einen Mindestwert sinkt, d.h. die DrehzahlThe tappets ^ with control valve cones 60 drops below a minimum value, i.e. the speed

14a dieser Regelventile sind durch die Rückstell- ihren höchstzulässigen Wert erreicht hat, so kann der14a of these control valves are due to the reset has reached their maximum permissible value, so the

federn 15 derart federbelastet, daß bei abfallendem Schieber dss Schaltschiebers Sl in der dargestelltensprings 15 spring-loaded in such a way that when the slide dss slide switch Sl in the illustrated

Sekundäröldruck ρ2 die Regelventile Vl, V1 in die Stellung nicht mehr gehalten werden, und die Rück-Secondary oil pressure ρ2 the control valves Vl, V1 are no longer held in the position, and the return

Schließstellung g^hen. Durch einen steigenden Sekun- stellfeder27 drückt den Schieber so weit nach unten,Closed position. A rising secondary spring27 pushes the slide down so far that

däröldruck, verstärkt von den Kraftverstärkern K, 65 daß eine Verbindung zwischen dem Ölzweig L 3, Ka-oil pressure, reinforced by the power amplifiers K, 65 that a connection between the olive branch L 3, Ka-

werden die Stößel 14 der Regelventile Vl, Vl durch nal k6, Kanal k7 zu dem Hilfsölkreis LS hergestelltthe tappets 14 of the control valves Vl, Vl through nal k6, channel k 7 to the auxiliary oil circuit LS are made

Kraftangriff an (kn Kraftkolben 16 in die entspre- ist. Hängt hierbei zugleich eines oder mehrere derForce application to (kn power piston 16 in the corresponding. One or more of the

chende, dem jeweiligen Sekundäröldruck proportio- Regelventiie Vl, Vl, so haben die Abfrageorgane 19According to the respective secondary oil pressure proportional control valves Vl, Vl, the query organs have 19

bzw. 1Ψ den Hilfsölkreis LS mit dem Ablauf/! verbunden. Die Und-ßcdingung ist damit hergestellt, d.h. der HilfsÖlzweig L3 wird drucklos, und die Schnclischlußvcntile SS sprechen an. Zwischen HilfsölzwcigL5 und Schaltglicd 52 ist zweckmäßig noch ein hand- oder fernbetätigbares Sperrglied S schaltet, das in Spcrrstellung bei Prüfung de hcitscinrichtungcn KS, DW, DLS bzw. .V Druckabbau über die Abfrageorganc 19, 19 dcrt.or 1Ψ the auxiliary oil circuit LS with the drain /! connected. The And-ßcdingung is thus established, ie the auxiliary oil branch L3 is depressurized, and the locking valve SS respond. A manually or remotely actuated locking element S is also useful between auxiliary oil ZwcigL5 and Schaltglicd 52, which in Spcrrstellung when checking de hcitscinrichtungcn KS, DW, DLS or .V pressure reduction via the interrogation organc 19, 19 dcrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

933

473

Patent claims:

Ι. Intercepting device for steam turbines, which are provided with control and quick-closing valves to influence the flow of working medium and in which the quick-closing valves are triggered with the simultaneous presence of a first signal corresponding to an actual overspeed value of the steam turbine and a second signal if not all control valves are closed or a predetermined position shortly before closing, characterized in that with hydraulic signal generation by changing the oil pressure of the control oil circuit to generate the second signal corresponding to the control valve position with the control valve cones (14 o), query elements '19, 1Ψ) coupled depending on the stroke are provided which open the drain opening (24) control of an auxiliary oil circuit (L S) , and that this Hilisölkreis (L 5) via a speed-dependent actuated, an oil flow cross-section controlling switching element (Sl) is connected to the quick-acting oil circuit (L 2) that the switching element (S2) at overd speed connects the quick-closing circuit (L 2) with the auxiliary oil circuit (L 5) and in this, together with the quick-closing oil circuit, in the event of at least one faulty Regt'ventil (Vl, V 2) a quick-closing triggering pressure drop takes place.

2. Abfangeinrichtu ig na> * .i claim 1, characterized in that the * interrogation organs are designed as return-spring-loaded Schaiischieber (22, 22 '), which via a coupling arm (21, 21') with the plungers (14) the respective control valves (Kl, Vl) are mechanically coupled and have a closure piece (23) for controlling the drain opening (24) of the auxiliary oil circuit (L 5), and that the slide switch (22, 22 ') when intact, in or just before the Closed position control valves (Vl. V 2) released in their closing direction by the coupling arm (21, IV) , resetting spring-loaded with the closure piece (23) close the drain opening (24), on the other hand with hanging control valves (Kl, Vl) by the coupling arm (21, 11 ') are held while keeping the drain opening (24) free.

3. Abfangeirrrichtung according to claim 2, characterized in that the slide switch (22, 22 ') to check the mobility with an extension (22a) from the slide valve housing (25) protrude.

4. Interception device according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the auxiliary oil circuit (L5) and switching element ( S 1) a manually or remotely operated locking member (S 3) is switched on, which in the locking position when testing the safety devices, a pressure reduction over the Interrogation bodies prevented.