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Vorrichtung zum Regeln mehrerer parallel arbeitender Dampfturbinen
oder Kreiselpumpen Bei dem Betrieb parallel arbeitender Dampfturbinen oder Kreiselpumpen
ist darauf Bedacht zu nehmen, daß bei Laständerungen die parallel arbeitenden Maschinen
möglichst gleichmäßig an der Last beteiligt bleiben, daß sich also mit anderen Worten
ein durch eine Laständerung ausgelöster Eingriff eines Reglers nicht dahin auswirkt,
daß z. B. im Falle von Dampfturbinen nach Abschluß des Regelspiels die eine Turbine
einen ungleich größeren Lastanteil als die andere übernimmt. Genau das gleiche gilt
selbstverständlich für parallel arbeitende Kreiselpumpen, wie man sie häufig in
Dampfkraftanlagen zur Speisung der Kessel ansetzt.
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Bei anlagen der letztgenannten Art wurde jeder der für die einzelnen
Kreiselspeisepumpen vorgesehenen Regler mit einer .Stellungsrückführung ausgerüstet,
die geeignet ist, eine ungleiche Lastverteilung zu verhindern. Eine solche Rückführung
besteht bekanntlich im wesentlichen darin, daß der Kraftschalter des Reglers, etwa
ein Steuerschieber, nicht nur von dem eigentlichen Primärimpuls (der
Last),
sondern auch rückwärts von Seiten des Stellmotors beeinflußt wird, der an dem Regelorgan,
z. B. an einem in der Pumpenleitung angeordneten Drosselventil, angreift.
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Diese Ausführung ist aber insofern unzulänglich, als der Stellmotor
unmittelbar an dem zu regelnden Ventil anzuordnen und, um das Rückführgestänge kurz
halten zu 'können, der Kraftschalter (Steuerschieber) seinerseits dicht an den ,Stellmotor
heranzurücken ist. Diese räumliche Anordnung verbietet sich aber in vielen Fällen.
Der Kraftschalter muß räumlich weit getrennt vom Stellmotor angeordnet werden. Alsdann
ergibt sich aber die Notwendigkeit eines übermäßig langen Rückführgestänges, das
praktisch untragbar ist. Dieser Schwierigkeit kann man nun der Erfindung gemäß in
recht einfacher Weise Herr werden, und zwar auf Grund der Erkenntnis, daß als Rückführwert
der Druck des Arbeitsmittels, und zwar im Falle der Turbine der Dampfdruck, im Falle
einer Pumpe der Pumpenaustrittsdruck, herangezogen werden kann. Dies bedeutet, daß
an .Stelle eines langen Rückführgestänges von der Turbine bzw. der Pumpe lediglich
eine einfache Druckübertragungsleitung fest verlegt zu werden braucht.
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Dabei wird es sich im allgemeinen im Falle einer Turbine empfehlen,
den Druck in ihrer ersten Radkammer auf den 'Kraftschalter als Rückführwert aufzuschalten,
weil sich in dessen Schwankungen die Änderungen der Turbinenleistung, d. h. ihres
Leistungsanteiles, besonders gut widerspiegelt.
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Handelt es sich um parallel arbeitende Kreiselspeisepumpen, für .die.
wie üblich je eine Dampfturbine als Antrieb vorgesehen ist, so beständen an sich
gemäß der Erfindung zwei ;Schaltungsmöglichkeiten, nämlich entweder die Verwendung
des Druckes in der ersten Radkammer der Turbine oder des Pumpenaustrittsdruckes
als Rückführwert. In allen iFällen, in denen die Pumpenkennlinie (QH-Linie) steil
abfällt und deshalb mit jeder Mengenänderung eine fühlbare Druckänderung einhergeht,
könnte der letztgenannte Weg beschritten und demgemäß der Austrittsdruck der von
der Dampfturbine angetriebenen Pumpe auf den Kraftschalter eines Reglers geschaltet
werden, der ein die Pumpenfördermenge beherrschendes Ventil vorstellt. Verläuft
die Pümpenkennlinie dagegen flach, so daB sich erst bei beträchtlichen Mengenänderungen
eine beträchtliche Druckänderung ergibt, so kommt, abgesehen von anderen Gründen,
schon im Einblick auf die zu fordernde Stabilität der Regelung nur der zuerst erwähnte
Weg in Betracht.
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Die Zeichnung veranschaulicht schaubildlich einige Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgedankens, und zwar zeigt Abb. i die Reglerschaltung gemäß der (Erfindung
für eine Kraftanlage mit zwei parallel an das Dampfnetz angeschlossenen Turbinen,
Abb. 2 die Schaltung für zwei in ein und dieselbe Speiseleitung fördernde Speisepumpen,
Abb.3 eine Parallele zur Abb.2 mit der Abänderung, daß für den Antrieb der Pumpen
je eine Dampfturbine vorgesehen ist. Gemäß der Abb. i treiben die beiden Turbinen
i und 2 je einen Generator 3 bzw. q. und werden aus einer Dampfleitung 5 gespeist.
Jede der Turbinen ist, wie üblich, mit Eintrittsventilen 6 bzw. 7 versehen, die
im !Sinne einer Beherrschung der Turbinenleistung zu steuern sind. Demgemäß greift
an jedem der Ventile 6 und 7 ein Stellmotor 8 bzw. 9 an, der .einem Strahlrohrkraftschalter
io bzw. i i nachgeschaltet ist. Im vorliegenden Beispiel sollen die Ventile 6 und
7 im .Sinne einer Gleichhaltung des Dampfdruckes in der Gegendruckleitung 12 gesteuert
werden. Der Druck in dieser Leitung gilt also als Meßwert, nach dem .die beiden
Strahlrohre io und ii zu verstellen sind. Von der Leitung 12 zweigt eine Steuerdruckleitung
13 zu einem Wellrohrsystem 1q. ab, das einvorgeschaltetes Strahlrohr 15 beaufschlagt.
iDer von diesem Strahlrohr in einer Leitung 16 erzeugte Druckunterschied gegenüber
dem Luftdruck ändert sich gegenläufig zum Druck in der Leitung 12 und wirkt auf
je eine Membran 17 bzw. i8 -der beiden Strahlrohre io und i i. Wenn der aus. der
iGegendruckleitung 12 zu befriedigende Bedarf steigt und infolgedessen der Druck
in der Leitung 12 sinkt, wird das Strahlrohr 15 entgegengesetzt dem Sinne des Uhrzeigerumlaufes
ausgeschwenkt, seine Düse stärker beaufschlagt und damit der Druck in der Leitung
16 gesteigert. Dies hat zur Folge, daß die Strahlrohre io und ii im gleichen Sinne
wie das Strahlrohr 15 ausschlagen und die beiden Ventile 6 und 7 weiter öffnen,
was notwendig ist, um trotz -des größeren aus der Leitung 12 entnommenen :Bedarfes
einen Druckabfall in der Leitung 12 zu verhindern.
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Damit nun am Abschluß .dieses Regelspieles die (zuvor vorhanden gewesene)
gleiche Verteilung der Last auf die Turbinen i und 2 gewahrt bleibt, müssen die
beiden Strahlrohre io und ii noch zusätzlich in Abhängigkeit von dem Leistungsanteil
der ihnen zugeordneten Turbine beeinflußt werden. In Abweichung von den älteren
Anlagen (mit einer Gestängerückführung vom Stellmotor 8 bzw. 9 zum Strahlrohr io
bzw. ii) wird nach der Erfindung von der ersten Radkammer der Turbinen i und 2 je
eine Steuerdruckleitung ig bzw. 2o zu einem Bourdonrohr21 bzw. 22 geführt, das an
dem. Strahlroter in zur Membran 17 bzw. 18 entgegengesetzter Richtung angreift,
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Einstellschiebers 23 bzw. 2q., mit
dem das ÜUbersetzungsverhältnis zwischen Membran 17 und Bourdonrohr 21 geändert
und damit :die Lastverteilung auf die beiden Turbinen i und 2 beliebig eingestellt
werden kann.
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:Bei parallel betriebenen Kreiselspeisepumpen ist die iSchaltung grundsätzlich
die gleiche, wie sich aus Abb. Z ergibt, nur daß hier die zu dem Bourdonrohr 21
bzw. 22 führende @Steuerdruckleitung i g' bzw. 2o' von dem Austrittsstutzen der
Pumpe 25 bzw. 26 abzweigt. Um welchen Antrieb es sich im einzelnen handelt, ist
grundsätzlich gleichgültig. In Abb. 2 wird von Elektropumpen ausgegangen. Bei solchen
empfiehlt es sich, von einer Drehzahlregelung des .Motors abzusehen und statt dessen
die Pumpenleistung mit einem in die Förderleitung
eingeschalteten
Ventil 27 bzw. 28 zu beherrschen. Der Kolben,des !Stellmotors 8' bzw. g greift
also an dem Ventil 27 bzw. 28 an.
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Der Vollständigkeit halber sei noch zu Ab'b.2 bemerkt, daß hier im
Sinne einer Gleichhaltung des Druckunterschiedes zwischen der Speiseleitung 29 und
der Dampfleitung 30 geregelt werden soll und mithin das vorgeschaltete Strahlrohr
15 mit zwei gegeneinandergeschalteten Wellrohren iq.a und iq.b versehen ist, die
jeweils an,die Leitung 29 bzw. 30 angeschlossen sind.
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(Bedient man sich bei Speiseanlagen gemäß A#bb.3 als Antrieb für die
Pumpen 25 und 26 einer Dampfturbine, so kann hinsichtlich der Rückführung gemäß
der Erfindung sowohl nach der Abb. i als auch nach der Abb. 2 verfahren werden.
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Das linke Pumpenaggregat mit der Pumpe 25 zeigt eine mit Abb. i übereinstimmende
Schaltung, d. h. eine von der ersten Radkammer .der Turbine führendeSteuerdruckleitung
i9, das rechte Pumpenaggregat mit der Pumpe 26 die Rückführung gemäß der Abb. 2,
also mit anderen Worten eine Steuerdruckleitung 2o', die den Austrittsdruck der
Pumpe 26 auf das IBourdonrohr 22 des Strahlrohres i i überträgt.
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Wann die eine und wann die andere Schaltungsart zu wählen ist, hängt,
wie schon eingangs erwähnt, in ersterLinie von demVerlauf derPumpenkennlinie ab.