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DE855926C - Verfahren zur Leistungsregelung von Waermekraftanlagen, in denen ein gasfoermiges Arbeitsmittel einen Kreislauf unter UEberdruck beschreibt, und Einrichtung zur Ausfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Leistungsregelung von Waermekraftanlagen, in denen ein gasfoermiges Arbeitsmittel einen Kreislauf unter UEberdruck beschreibt, und Einrichtung zur Ausfuehrung dieses Verfahrens

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DE855926C
DE855926C DEA3079D DEA0003079D DE855926C DE 855926 C DE855926 C DE 855926C DE A3079 D DEA3079 D DE A3079D DE A0003079 D DEA0003079 D DE A0003079D DE 855926 C DE855926 C DE 855926C
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DE
Germany
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circuit
working medium
throttle
valve
throttling
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Expired
Application number
DEA3079D
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English (en)
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Aktiengesellschaft fuer Technische Studien
Original Assignee
Aktiengesellschaft fuer Technische Studien
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Publication date
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Publication of DE855926C publication Critical patent/DE855926C/de
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/16Control of working fluid flow
    • F02C9/24Control of the pressure level in closed cycles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

  • Verfahren zur Leistungsregelung von Wärmekraftanlagen, in denen ein gasförmiges Arbeitsmittel einen Kreislauf unter Überdruck beschreibt, und Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsregelung von `'Wärmekraftanlagen, in denen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, einen Kreislauf unter Überdruck beschreibt und bei welchen die Leistungsabgabe durch vorübergehende Zufuhr von Arbeitsmittel in den Kreislauf bzw. Entnahme von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf wie auch durch Drosselung des Kreislaufstromes geändert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.
  • Anlagen der erwähnten Art weisen als wesentliche Bestandteile einen Verdichter, der das gasförmige Arbeitsmittel von einen niederen Druck auf einen höheren Druck verdichtet, einen Erhitzer, in dem das verdichtete Arbeitsmittel durch äußere Wärmezufuhr erhitzt wird, eine Turbine, in der das erhitzte Arbeitsmittel höheren Druckes auf den niederen Druck sich entspannt, und einen dem Verdichter vorgeschalteten Kühler sowie Organe zur Leistungsregelung auf. Zweckmäßig wird dabei die Wärme des entspannten, die Turbine verlassenden Arbeitsmittels noch soweit als möglich in einem Wärmeaustauscher durch Übertragung an das den Verdichter verlassende Arbeitsmittel höheren Druckes rückgewonnen.
  • Dadurch, daß bei solchen Anlagen Leistungsänderungen durch Verändern des,den Kreislauf durchlaufenden Arbeitsmittelgewichtes, was gleichbedeutend ist mit der Veränderung des Absolutdruckes im Kreislauf, geregelt werden, läßt sich erreichen, wenn die Temperatur des Arbeitsmittels beim Eintritt in die Turbine durch entsprechende Veränderung der Wärmezufuhr im Erhitzer konstant gehalten und außerdem auf eine Drosselung des Kreislaufstromes verzichtet wird, daß in der ganzen Anlage bei sich gleichbleibender Drehzahl von Turbine und Verdichter die Absolutdrücke sich im gleichen Verhältnis ändern, so daß Turbine und Verdichter unter bei allen Belastungen gleichbleibendem Druckverhältnis und somit auch mit unveränderlichem innerem Wirkungsgrad arbeiten. Da aber eine solche Leistungsregelung erfordert, daß bei jeder Belastungsänderung dem Kreislauf von außen eine gewisse Arbeitsmittelmenge zugeführt bzw. demselben entnommen wird und sich solche Vorgänge immer über eine gewisse Zeit erstrecken, so kann bei plötzlichen und rasch aufeinanderfolgenden Belastungsänderungen die Regelung unter Umständen nicht rasch genug vor sich gehen. Lediglich um die Betriebssicherheit der Anlage zu vergrößern, ,jedoch nicht auch um den Regelungsvorgang wirtschaftlicher zu gestalten, ist deshalb schon vorgeschlagen worden, neben den Mitteln zur Dichteänderung im Kreislauf des Arbeitsmittels auch noch eine Zusatzdrosselung für den Arbeitsmittelstrom vorzusehen.
  • Um die Betriebssicherheit von Anlagen der eingangs erwähnten Art zu erhöhen, ist deshalb schon bekannt, bei plötzlichen und voraussichtlich nur für eine kurze Zeit dauernden Entlastungen eine gewisse Arbeitsmittelmenge, die auch verdichtet und erhitzt worden ist, unter Umgehung der Leistung nach außen abgebenden Turbine nutzlos durch einen Hilfskühler strömen zu lassen. Dabei bleiben der Leistungsaufwand im Erhitzer und derjenige im Verdichter dieselben, gleichgültig, wie groß auch die Arbeitsmittelmenge ist, welche nutzlos durch den Hilfskühler fließt. Das bedingt den Nachteil, daß der Wirkungsgrad der Anlage merklich sinkt, wenn ein Teil des Arbeitsmittels unter Umgehung der Leistung abgebenden Turbine durch den Hilfskühler strömt.
  • Zweck der Erfindung ist nun, den Regelungsvorgang bei Wärmekraftanlagen der eingangs erwähnten Art dadurch wirtschaftlicher zu gestalten, daß das Drosselverfahren und das Verfahren. zur Dichteänderung im Arbeitsmittelkreislauf derart miteinander verbunden werden, daß einerseits bei Belastungssenkung innerhalb eines bestimmten Bereiches ein genügend rasches Wirken der Leistungsregelung gewährleistet ist, andererseits das Ein- und Auslassen von Arbeitsmittel in bzw. aus dem Kreislauf auf ein Mindestmaß begrenzt wird. Letzteres hat zur Folge, daß die mit jedem Ein- und Auslaßvorgang verbundenen unvermeidlichen Energieverluste auf ein Mindestmaß herabgedrückt werden. Dieser Vorteil fällt namentlich dann ins Gewicht, wenn Belastungsänderungen in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgen. Die Erfindung ermöglicht somit, eine rasche Anpassung an die Belastungsschwankungen bei kleinsten Regelungsverlusten zu erreichen. Ermöglicht wird dies gemäß dem Verfahren nach vorliegender Erfindung dadurch, daß Lastschwankungen, welche in einem Leistungsbereich zwischen der dem augenblicklichen Arbeitsmittelinhalt des Kreislaufs@-sterns ohne Drosselung entsprechenden Leistung und einer um einen gewissen Bruchteil unter dieser Leistung liegenden Leistung pendeln, durch entsprechende Drosselung des in bezug auf jede Stelle des Kreislaufes ständig denselben Weg beschreibenden Kreislaufstromes ohne Änderung des Kreislaufinhaltes ausgeglichen werden, und daß größere Laständerungen, die außerhalb jenes Leistungsbereiches liegen, dagegen durch vorübergehende Zufuhr von Arbeitsmittel in den Kreislauf bzw. Entnahme von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf ausgeglichen werden. Es werden somit kleinere kurzzeitige Belastungsschwankungen, die allenfalls rasch wechseln können, durch mehr oder weniger starke Drosselung des umlaufenden Arbeitsmittels, dagegen Schwankungen von längerer Periode und solche, die außerhalb des Bereiches liegen, durch Veränderung der Dichte des Arbeitsmittels, also des im Kreislauf enthaltenen Arbeitsmittelgewichtes ausgeglichen. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Regeln der Leistung von Wärmekraftanlagen auf diese Weise wirkt der Drehzahlregler auf die Mittel zum Einlassen von Arbeitsmittel in den Kreislauf erst ein, nachdem das Drosselorgan praktisch in seine offene Lage gebracht worden ist, und auf die Mittel zum Auslassen von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf erst, nachdem das Drosselorgan in eine Lage verstellt worden ist, die einer um einen Bruchteil geringeren Belastung als jener bei ungedrosseltem Kreislauf entspricht. Dadurch, daß gemäß der Erfindung den beiden Regelungsarten ein ganz bestimmter Arbeits-, d. h. Verwendungsbereich zugewiesen wird, läßt sich somit dem bekannten Stand der Technik gegenüber eine erhöhte Wirtschaftlichkeit erreichen. Ferner läßt sich ohne alle Umgehungsleitungen auskommen, und das Arbeitsmittel beschreibt bei allen Belastungen der Anlage in bezug auf jede Stelle des Kreislaufes ständig denselben Weg. Das in den Kreislauf des Arbeitsmittels eingeschaltete Drosselventil bewirkt, wenn es in schließendem Sinn betätigt wird, allerdings auch eine gewisse Verschlechterung des Wirkungsgrades der Anlage. Allein, dabei wirkt 'es gleichzeitig in Sinn einer Verkleinerung der Geschwindigkeit des Arbeitsmittels im ganzen Kreislauf. Sobald also das Drosselventil das Arbeitsmittel drosselt, so wird infolge der verminderten Umlaufgeschwindigkeit im Erhitzer weniger Wärme aufgenommen und daher der Brennstoffverbrauch vermindert, ebenso wird der Leistungsverbrauch im Verdichter vermindert. Infolgedessen gestaltet sich der Regelvorgang nach vorliegender Erfindung, wie erwähnt, höchst wirtschaftlich.
  • In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen von Einrichtungen zur Ausführung des neuen Verfahrens gezeigt.
  • Fig. i veranschaulicht in vereinfachter Darstellungsweise eine solche Einrichtung, und Fig. 2 zeigt eine Abänderung einer Einzelheit.
  • In der in Fig. i veranschaulichten Anlage gelangt das hochgespannte, einen Kreislauf beschreibende Arbeitsmittel nach Verlassen eines Kreiselverdichters i in eine Leitung 2 und durchströmt dann vorerst einen Wärmeaustauscher 3 und hernach eine Leitung 4, um anschließend in der Rohrschlange 5 eines Erhitzers 6 durch äußere Wärmezufuhr erhitzt zu werden. Das erhitzte Arbeitsmittel strömt durch Leitungen 7, 8 und über ein Drosselorgan 9 zu einer Turbine io, in welcher es sich auf einen niedrigeren Druck entspannt. Das aus der Turbine io austretende entspannte Arbeitsmittel strömt durch eine Leitung ii in den Wärmeaustauscher 3, wo es einen Teil seiner Wärme an das den Verdichter i verlassende Arbeitsmittel höheren Druckes abgibt, während es die restliche Wärme nach Verlassen des Wärmeaustauschers 3 in einem Kühler 12 abgibt, der in die Saugleitung 13 des Verdichters i eingebaut ist. Durch die Leitung 13 gelangt das Arbeitsmittel wieder in den Verdichter i, womit der Kreislauf vollendet ist. Die Überschußleistung der Turbine io über den Leistungsbedarf des Verdichters i wird an einen Stromerzeuger 14 abgegeben, der nachstehend Verbraucher genannt wird.
  • 15 bezeichnet ein Auslaßventil, durch das bei Entlastung der Anlage Arbeitsmittel aus dem normal vom Arbeitsmittel beschriebenen Kreislauf durch Leitungen 42 und 43 entweder in einen Niederdruckbehälter 1.8 oder durch eine Leitung 45 ins Freie abströmen kann. Dem Auslaßventil 15 ist ein zweites, kleineres Auslaßventil 16 parallel geschaltet, durch das in seiner geöffneten Lage ebenfalls Arbeitsmittel aus dem Arbeitsmittelkreislauf von der Leitung 8 durch die Leitung 58 und 43, 59 nach dem Niederdruckbehälter 18 oder durch die Leitung 45 ins Freie abströmen kann. Ein weiteres Ventil 17 beherrscht den Zufluß von Arbeitsmittel nach der Stelle 53 des normalen Arbeitsmittelkreislaufes aus einem Hochdruckreservebehälter i9, der durch eine Leitung 44 an dieses Ventil 17 angeschlossen ist. Zum Aufladen des Behälters i9 dient ein Hilfsverdichter 52, der von einem 'Motor 54 angetrieben wird und der Arbeitsmittel durch eine Leitung 55 mit Rückschlagklappe 56 aus dem Niederdruckbehälter 18 oder durch eine Leitung 57 aus der Atmosphäre, falls das Arbeitsmittel Luft ist, ansaugt.
  • Der Turbine io ist ein Flielikraftpendel 20 zugeordnet, das auf eine Stange 21 einwirkt, welche an einem Hebel 22 angelenkt ist. An diesem ist auch eine starr mit einem Steuerschieber 24 verbundene Stange 23 angelenkt. Der Schieber 24 steuert den Zufluß von Druckflüssigkeit aus einem Kanal 25 durch eine Leitung 26 nach der oberen Seite eines Hilfsmotorkolbens 27, dermittels einer Stange 28 auf einen um einen Zapfen 291 drehbaren Hebel 29 einwirken kann. Mit diesem Hebel 29 ist auch das erwähnte Drosselorgan 9 gelenkig verbunden. Eine Feder 30 trachtet das Drosselorgan 9 in die Offnungslage zu bringen. Durch einen Hebel 31 und eine Verbindungsstange 32 zwischen den Hebeln 31 und 22 ist die Rückführung des Steuerschiebers 24 durch die Bewegung des Hilfsmotorkolbens 27 gewährleistet. Der Hilfsmotorkolben 27 ist vermittels einer Stange 281 auch noch mit einem um einen Zapfen 40 drehbar angeordneten Hebel 33 mit Nocken 34 und 35 verbunden. Der Nocken 34 ist zum Zusammenarbeiten mit einem verstellbaren Anschlag 36 der Spindel des Auslaßventils 15 und der Nocken 35 zum Zusammenarbeiten mit einem verstellbaren Anschlag 37 der Spindel des Einlaßventils 17 bestimmt. 38 bezeichnet den Steuerschieber einer weiter unten noch näher beschriebenen Verzögerungsvorrichtung. Dieser Steuerschieber 38 ist durch eine Stange 39 mit dem um den Zapfen 291 schwenkbaren Hebel 29 verbunden.
  • Mit der Leitung ii, die einen Bestandteil des normal vom Arbeitsmittel beschriebenen Kreislauf bildet, ist eine Leitung 46 verbunden, die unterhalb eines Kolbens 47 ausmündet. Eine Feder 48 trachtet dem unterhalb des Kolbens 47 herrschenden Druck das Gleichgewicht zu halten. Der Kolben 47 ist an einen um einen Zapfen 50 drehbaren Hebel 49 angelenkt, durch den bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 47 eine den Steuerschieber 24 umgebende Hülse 51 nach unten bewegt wird.
  • Der bereits erwähnte Schieber 38 steuert den Zufluß einer durch eine Leitung 6o zuströmenden Druckmittelflüssigkeit nach einer Leitung 62 mit regelbarer Drosselstelle 61 sowie den Abfluß dieser Druckflüssigkeit durch eine Leitung 63. Durch eine Leitung 64 gelangt die der Leitung 62 zufließende. Druckflüssigkeit unter einen Kolben 65, der sich entgegen dem Druck einer Feder 66 nach oben bewegen läßt. Durch entsprechende Einstellung des Drosselorgans 61 kann die Bewegung des Kolbens 65 beliebig verlangsamt werden, so daß die Zeitspanne, innerhalb welcher ein mit diesem Kolben 65 verbundener Mitnehmer 67 am oberen Ende einer Hülse 68 zum Anschlag kommt, einstellbar ist. Beim Anschlagen des Mitnehmers 67 gegen die Hülse 68 wird das Auslaßventil 16 entgegen dem Druck einer Feder 69 abgehoben.
  • Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß sich die im Erhitzer 6 erzeugte Wärme und damit die dem den geschlossenen Kreislauf beschreibenden Arbeitsmittel von außen zugeführte Wärme mit Hilfe eines Gebläses 7o regeln läßt, indem dieses die dem Rost des Erhitzers 6 durch eine Leitung 71 zugeführte Frischluft bestimmt. Die durch eine Leitung 72 dem Erhitzer 6 entströmenden und durch ein Abströmrohr 73 ins Freie entweichenden Abgase werden zweckmäßig noch einem Wärmeaustauschapparat 74 zugeführt, wo sie Wärme an die vom Gebläse 70 in die Leitung 71 geförderte Frischluft abgeben.
  • Die Wirkungsweise der beschriebenen Mittel zur Leistungsregelung der veranschaulichten Wärmekraftanlage ist folgende: Im Gleichgewichtszustand zwischen erzeugter und vom Verbraucher 14 aufgenommener Leistung ändert sich der Arbeitsmittelinhalt des geschlossenen Kreislaufes nicht. Das Drosselorgan 9 ist in voll oder nahezu voll geöffneter Stellung.
  • Wenn aber beispielsweise die vom Verbraucher 14 aufgenommene Leistung sinkt, so steigt die Drehzahl des Aggregates, so daß das Fliehkraftpendel 2o die Stange 21 nach oben drückt. Das hat eine solche Verschiebung des Steuerschiebers 24 zur Folge, daß Druckflüssigkeit aus dem Kanal 25 nach der Oberseite des Hilfsmotorkolbens 27 gelangen kann, so daß dieser veranlaßt wird, sich nach abwärts zu bewegen. Die Stange 28 bewegt dabei den um den Zapfen 291 drehbaren Hebel 29 derart, daß das Drosselorgan 9 entgegen dem Druck der Feder 30 in schließendem Sinn bewegt wird. Durch das Schließen des Drosselorgans 9 wird jedoch die von der Kraftanlage erzeugte Leistung vermindert. Es stellt sich dann ein neuer Gleichgewichtszustand ein mit anderer Stellung des Drosselorgans 9, jedoch ohne Veränderung des Arbeitsmittelinhalts im Kreislauf. Dies ist so lange der Fall, als die Leistungsänderungen nur einen gewissen Bruchteil, z. B. io bis 2o °/o der Leistung bei ungedrosseltem Kreislauf betragen, da dann die Bewegungen des Hilfsmotorkolbens 27 und damit des Drosselorgans 9 noch so klein bleiben, daß der auch mit dem Kolben 27 in Wirkungsverbindung stehende Hebel 33 mit seinen Nocken 34 und 35 die Anschläge 36 und 37 an den Spindeln der Ventile 15 bzw. 17 nicht berührt, und ferner .so lange, als die Verzögerungseinrichtung vom Steuerschieber 38 nicht ausgelöst wird.
  • Sobald jedoch eine Entlastung von solcher Größe eintritt, daß die durch den Hilfsmotorkolben 27 hervorgerufene Schließbewegung des Drosselorgans 9 derart groß ausfällt, daß die auch mit dem Kolben 27 verbundene Stange 281 den Hebel 33 so weit um den Zapfen 4o dreht, daß der Nocken 34 gegen den Anschlag 36 stößt, so wird das Auslaßventil 15 entgegen der Wirkung der Feder 41 gehoben; es strömt dann durch die Leitung 43 so lange Arbeitsmittel aus dem normalen Arbeitsmittelkreislauf aus, bis infolge Sinkens der erzeugten Leistung die Drehzahl so weit zurückgegangen ist, daß eine Rückwärtsbewegung des Hilfsmotorkolbens 27 eingeleitet wird, wobei sich das Ventil 15 schließt und das Drosselorgan 9 sich wieder in öffnendem Sinn bewegt. Eine Gleichgewichtslage wird sich innerhalb der bei geschlossenen Ventilen 15 und 17 möglichen Stellungen des Hilfsmotorkolbens 27 bzw. des zwangsläufig mit ihm verbundenen Drosselorgans 9 ergeben.
  • Eine Rückführung der Steuerung wird durch den in der Leitung ii herrschenden Druck des Arbeitsmittels hervorgerufen. Der in dieser Leitung ii herrschende Druck pflanzt sich nämlich durch die Verbindungsleitung 46 nach der Unterseite des Kolbens 47 fort. Da eine Verminderung des Arbeitsmittelinhalts im Kreislauf der Anlage auch eine Druckverminderung in der Leitung ii zur Folge hat, so kann die Feder 48 den Kolben 47 nach unten drücken, sobald eine solche Druckverminderung eintritt. Eine Abwärtsbewegung des Kolbens 47 bedingt aber eine Aufwärtsbewegung der den Steuerschieber 24 umgebenden Hülse 51, wobei die bei einer Lastsenkung zufolge der dann eintretenden Aufwärtsbewegung des Steuerschiebers 24 geöffneten Steuerschlitze wieder geschlossen werden.
  • Eine Steigerung der Belastung der Anlage hat im ersten Augenblick eine Drehzahlsenkung und damit die Einleitung von Bewegungen der Regelorgane zur Folge, die den beschriebenen Bewegungen umgekehrt gerichtet sind.
  • Eine Leistungssteigerung ohne Veränderung des Arbeitsmittelinhaltes des Kreislaufes der Anlage ist nur bis zur vollen Öffnungsstellung des Drosselorgans 9 möglich. Bei dieser Lage des letzteren entsprechenden Stellung des Hilfsmotorkolbens 27 nimmt dann der Hebel 33 eine solche Lage ein, daß dessen Nocken 35 gerade den Anschlag 37 der Spindel des Arbeitsmitteleinlaßventils 17 berührt, so daß bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Hilfsmotorkolbens 27 zufolge weiterer Leistungssteigerung das Ventil 17, welches Arbeitsmittel aus dem Hochdruckreservebehälter i9 einläßt, geöffnet wird.
  • Um einen längere Zeit andauernden Betriebszustand mit Drosselung des den Kreislauf beschreibenden Arbeitsmittels zu vermeiden, ist die mit dem Drosselorgan 9 verbundene Verzögerungseinrichtung vorgesehen, die es ermöglicht, innerhalb jener Grenzen, wo das Arbeitsmittel aus dem Kreislauf ablassende Auslaßventil 15 nicht betätigt wird, mit zeitlicher Verzögerung das kleinere Auslaßventil 16 zu betätigen. Geht nämlich das Drosselorgan 9 in Drosselstellung, so dreht sich der Hebel 29 um den festen Drehpunkt 291, wobei die Stange 39 mit dem Steuerschieber 38 nach oben bewegt wird. Es kann dann Druckmittel aus der Leitung 6o in die Leitung 6'2 überströmen, wobei das Druckmittel durch die Leitung 64 auch unter den Kolben 65 gelangt, so daß das Ventil 16 geöffnet wird, sobald nach einer einstellbaren Zeitspanne der Mitnehmer 67 gegen die Hülse 68 anschlägt. Der Auslaß von Arbeitsmittel aus dem normalen Kreislauf des Arbeitsmittels durch das Ventil 16 dauert dann so lange an, bis infolge Sinkens der erzeugten Leistung der Anlage das Drosselorgan 9 sich wieder öffnet. Bei nahezu voller Öffnung des Drosselorgans 9 wird durch den Kolbenschieber 38 die Druckölzuleitung 62 wieder abgeschlossen, dagegen der ungedrosselte Abfluß des Öles durch Leitung 63 freigegeben, so daß sich der Kolben 65 unter dem Druck der Feder 66 augenblicklich nach unten bewegt, was dann der Feder 69 das Ventil 16 zu schließen ermöglicht.
  • Das dem Kreislauf der Anlage zuzuführende bzw. das aus demselben abzulassende Arbeitsmittel wird zweckmäßig, damit sich die Regelwirkung rasch auswirkt, zwischen Verdichter und Turbine eingeführt bzw. entzogen. Das einzuführende Druckmittel wird ferner zweckmäßig vor dem Einführen auf die Temperatur gebracht, die normalerweise an der Einführstelle des Kreislaufes herrscht.
  • Das Drosselorgan kann grundsätzlich an jeder Stelle des Kreislaufes angeordnet sein; zweckmäßig wird dasselbe jedoch nahe dem Eintritt der Turbine bzw. dem Auslaß derselben angeordnet. Falls mehrere hintereinandergeschaltete Turbinen vorgesehen sind, kann das Drosselorgan auch in die Verbindungsleitung zweier dieser Turbinen verlegt werden.
  • An Stelle von zwei Auslaßventilen läßt sich auch nur mit einem solchen Ventil auskommen, wenn dafür gesorgt wird, daß sich das einzige vorgesehene Auslaßventil mit einer zeitlichen Verzögerung bereits öffnen läßt, bevor das einstellbare Spiel in einer Einrichtung zur Betätigung dieses Ventils, nach erfolgtem Schließen des Drosselorgans um einen bestimmten Betrag, zurückgelegt ist. Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 2 gezeigt, in welcher alle Teile, welche solchen der Fig. i entsprechen, mit denselben Bezugszeichen wie in letzterer belegt sind. Ein dem Ventil 16 der Fig. i entsprechendes Ventil ist bei der Einrichtung nach Fig. 2 entbehrlich; statt dessen ist an die Hülse 68 bei 681 ein Balken 75 angelenkt, der bei 76 auch mit der Kolbenstange 281 gelenkig verbunden ist. Der Hebel 33 ist nun nicht, wie in Fig. i, unmittelbar mit der Stange 281 verbunden, sondern er ist mittels einer Lasche 77 an das linke Ende 78 des Balkens 75 angelenkt. Eine Feder 69 ist bestrebt, die Hülse 68 gegen den Unterteil des Gehäuses 79 zu pressen.
  • In der in Fig. 2 gezeichneten Stellung der verschiedenen Teile wird die Hülse 68 durch die Feder 69 in ihrer untersten Lage gehalten. Erfolgt dann eine Abwärtsbewegung des Servomotorkolbens 27 und der Stange 281, so wird der Balken 75 um den augenblicklich als fester Punkt wirkenden Gelenkpunkt 681 geschwenkt, wobei der durch Lasche 77 mit diesem Balken 75 verbundene Hebel 33 im Uhrzeigerdrehsinn um den Gelenkpunkt 40 gedreht wird. Dabei wird das Auslaßventil 15 auf die im Zusammenhang mit Fig. i beschriebene Weise erst betätigt, nachdem das Spiel zwischen Nocken 34 und Anschlag 36 überwunden worden ist.
  • In der Drossellage des Ventils 9 (Fig. i) wird, wie weiter oben beschrieben worden ist, der Kolben 65 langsam angehoben, wobei nach einer einstellbaren Zeitspanne der Mitnehmer 67 gegen die Hülse 68 anschlägt und diese nach oben bewegt. Dies hat, bei einer bestimmten Lage der Stange 281 und damit des Gelenkpunktes 76, eine Abwärtsbewegung der Lasche 77 und zusammenhängend damit ein Schwenken des Hebels 33 im Uhrzeigerdrehsinn, also eine Annäherung des Nockens 34 an den Anschlag 36 zur Folge. Die Einrichtung wird zweckmäßig so ausgebildet, daß in der obersten Lage der Hülse 68 und in der Mittelstellung des Kolbens 27 der Nocken 34 praktisch den Anschlag 36 berührt.

Claims (6)

  1. PATEN TANSPRIJCHE: i. Verfahren zur Leistungsregelung von Wärmekraftanlagen, in denen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, einen Kreislauf unter Überdruck beschreibt, und bei welchen die Leistungsabgabe durch vorübergehende Zufuhr von Arbeitsmittel in den Kreislauf bzw. Entnahme von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf wie auch durch Drosselung des Kreislaufstromes geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Lastschwankungen, welche in einem Leistungsbereich zwischen der <lern augenblicklichen Arbeitsmittelinhalt des Kreislaufsystems ohne Drosselung entsprechenden Leistung und einer um einen gewissen Bruchteil unter dieser Leistung liegenden Leistung pendeln, durch entsprechende Drosselung des in bezug auf jede Stelle des Kreislaufes ständig denselben Weg beschreibenden Kreislaufstromes ohne Änderung des Kreislaufinhalts ausgeglichen werden, größere Laständerungen dagegen, die außerhalb jenes Leistungsbereiches liegen, durch vorübergehende Zufuhr von Arbeitsmittel in den Kreislauf bzw. Entnahme von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf ausgeglichen werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer eines Arbeitszustandes mit Kreislaufdrosselung dadurch begrenzt wird, daß mit zeitlicher Verzögerung so viel Arbeitsmittel aus dem Kreislauf entnommen wird als nötig ist, um den Arbeitszustand mit Kreislaufdrosselung in einen solchen annähernd ohne Kreislaufdrosselung, aber mit verminderter Dichte des Arbeitsmittels bei gleicher Leistung der Anlage überzuführen.
  3. 3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, bei welcher ein die Drehzahl des Aggregates konstant haltender Drehzahlregler ein in den Arbeitsmittelstromkreis eingebautes Drosselorgan und ferner Mittel zum Ein- und Auslassen von Arbeitsmittel in den Kreislauf beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler auf die Mittel zum Einlassen von Arbeitsmittel in den Kreislauf erst einwirkt, nachdem das Drosselorgan in seine praktisch offene Lage gebracht worden ist, und auf die Mittel zum Auslassen von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf erst, nachdem das Drosselorgan in eine Lage verstellt worden ist, die einer um einen Bruchteil geringeren Belastung als jener bei ungedrosseltem Kreislauf entspricht.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler gleichzeitig mit dem Drosselorgan noch eine Einrichtung beeinflußt, die nach Zurücklegung eines einstellbaren Spieles beim Erreichen der offenen Lage des Drosselorgans und weiterer Zunahme der Belastung ein zum Einlassen von Arbeitsmittel in den Kreislauf dienendes Ventil bzw. nach Erreichen einer bestimmten Drossellage des Drosselorgans bei weiterer Abnahme der Belastung ein Ventil zum Auslassen von Arbeitsmittel betätigt.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventil (16) zum Auslassen von Arbeitsmittel eine Verzögerungsvorrichtung (38, 67) zugeordnet ist, welche mit einer zeitlichen Verzögerung sich bereits öffnen läßt, bevor das einstellbare Spiel in der Einrichtung zur Betätigung dieses Ventils nach erfolgtem Schließen des Drosselorgans (9) um einen bestimmten Betrag zurückgelegt ist.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler die Betätigung eines zweiten Ventils zum Auslassen von Arbeitsmittel aus dem Kreislauf in solcher Weise beherrscht, daß dieses Ventil, sobald das Drosselorgan in Drosselstellung geht, erst nach Ablauf eines wählbaren Zeitraumes geöffnet wird, dagegen bei Rückgang des Drosselorgans in die praktisch offene Lage sofort geschlossen wird. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr.189 724, 193 728.
DEA3079D 1941-05-08 1942-04-23 Verfahren zur Leistungsregelung von Waermekraftanlagen, in denen ein gasfoermiges Arbeitsmittel einen Kreislauf unter UEberdruck beschreibt, und Einrichtung zur Ausfuehrung dieses Verfahrens Expired DE855926C (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH189724A (de) * 1938-10-13 1937-03-15 Tech Studien Ag Verfahren zur Leistungsregelung von Wärmekraftanlagen, in welchen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, dauernd einen geschlossenen Kreislauf unter Überdruck beschreibt und Anlage zur Ausführung dieses Verfahrens.
CH193728A (de) * 1937-01-25 1937-10-31 Tech Studien Ag Einrichtung zur raschen Regelung und Intriebsetzung von Wärmekraftanlagen, in welchen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, dauernd einen geschlossenen Kreislauf unter Überdruck beschreibt.

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CH189724A (de) * 1938-10-13 1937-03-15 Tech Studien Ag Verfahren zur Leistungsregelung von Wärmekraftanlagen, in welchen ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, dauernd einen geschlossenen Kreislauf unter Überdruck beschreibt und Anlage zur Ausführung dieses Verfahrens.

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