Elektrische Regeleinrichtung <B>für</B> mehrstufige Entnahmeturbine Die Erfindung des Hauptpatentes Nr. 392 558 be trifft eine elektrische Regeleinrichtung ,zur Konstanthal- tung zweier von mindestens drei variablen Grössen, die die Arbeitsweise einer Entnahmeturbine steuern, bei der ein Eingangsventil den Zufluss zur Turbine und ein.
Überströmventil den. Durchfluss von, einer Zwischen stufe zu einer nachfolgenden Stufe der Turbine regelt, und bei der eine Vorrichtung einelektrisches Drehzahl signal als Funktion der Turbinenwellendrehzahl und eine weitere Vorrichtung ein Drucksignal erzeugt.
Diese elektrische Regeleinrichtung nach dem Haupt patent zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass ein erster Kanal das Drehzahlsignal und ein zweiter Kanal das Drucksignal als Funktion des Druckes in der Entnahmeleitung erzeugt, dass ein erster Servomecha nismus eine erste Ventilstellungsabfühleinrichtung auf weist, die mit .dem ersten Kanal verbunden ist und das Eingangsventil in Abhängigkeit vom Drehzahlsignal steuert, und ein zweiter Servomechanismus eine ,
zweite Ventilstellungsabfühleinrichtung aufweist, die mit dem zweiten Kanal verbunden ist und das überströmventil in Abhängigkeit vom Drucksignal steuert, und dass eine Schaltung den ersten und den zweiten Kanal miteinan der verbindet und das Drehzahlsignal durch das Druck- signal und umgekehrt ändert, wenn ein Signal, das in einem oder in beiden Kanälen .erzeugt wird, eine gleich zeitige Änderung derjenigen Ventilstellung erfordert, die durch den anderen Kanal gesteuert wird,
wobei Viel- facheinstellungen .auf die Anordnung gleichzeitig vorge nommen werden, um zwei von den drei oder mehr vari ablen Grössen unabhängig von Anderungen im Turbi nenbedarf konstant zu halten.
Diesem Hauptpatent ist ein Zusatzpatent Nr. 415 692 zugeordnet, welches eine weitere Ausbil dung der durch das Hauptpatent geschützten Regelein richtung betrifft und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die den ersten und den zweiten Kanal .miteinander verbindende Schaltung Umschaltmittel enthält, welche darauf ansprechen, dass eines der -beiden Ventile eine vorbestimmte Stellung einnimmt, und welche dazu be- stimmt sind, beim Ansprechen einerseits :die Beeinflus sung :des die Stellung :
des anderen Ventils steuernden Signals durch das Signal des erstgenannten Ventils zu unterbinden und andererseits einen Signalweg zu errich ten, über welchen das Signal des anderen Ventils durch ein zusätzliches, unterstützendes Steuersignal beeinflusst wird.
Die Massnahme dieser Zusatzerfindung hat zum Zweck, die Flexibilität und die Zuverlässigkeit der Regelung zu erhöhen und eine noch grössere Genauig- keit und Ansprechgeschwindigkeit zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine weitere Ausbildung der Regeleinrichtung, welche es ermöglichen soll, mehr als zwei Ventile wahlweise und gleichzeitig zu regulieren.
Der Unterschied zwischen der zu regulierenden Tur bine gemäss dem genannten Hauptpatent und dem ge nannten Zusatzpatent einerseits und der zu regulieren den Turbine gemäss der vorliegenden Erfindung ande rerseits ist der, dass bei den genannten Patenten nur eine Entnahmeleitung mit einer Zwischenstufe mit zugehöri ger Überströmventilanordnung vorhanden ist. Diese Art Turbinen werden als Einfachentnahmeturbinen bezeich net.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich hingegen auf eine Regeleinrichtung für Doppelentnahmeturbinen, bei welchen zwei Entnahmeleitungen mit zwei voneinander verschiedenen Zwischenstufen verbunden sind, wobei jede dieser Stufen eine entsprechende überströmventil- anordnung aufweist.
Im Betrieb der Doppelentnahmeturbinen ist der Druck in einer ersten Entnahmeleitung, welche jene ist, die dem Eingangsventil .am nächsten ist, grösser als der Druck in :einer zweiten Entnahmeleitung. Die erste Ent nahmeleitung kann deshalb als Hochdruckentnahmelei- tung und die zweite als Niederdruckentnahmeleitung bezeichnet werden.
Wenn der Dampf während des Betriebes durch die beiden Zwischenstufen strömt, ist es erwünscht, das Eingangsventil oder die Eingangsventile und die über- strömventile so zu regulieren, dass die Drehzahl der Turbine im wesentlichen konstant gehalten wird, :
unab hängig von Belastungsänderungen an der Turbine und vom Dampfkonsum, welcher erheblich wechseln kann. Ebenso ist es wünschenswert, den Dampfdruck=in den Entnahmeleitungen, unabhängig von den genannten Än derungen in den Betriebsbedingungen, .ebenfalls kon stant zu halten.
Die erfindungsgemäss .elektrische Regeleinrichtung für mehrstufige Entnahmeturbine, bei welcher eine zu sätzliche ventilgesteuerte, mit den nachfolgenden Stufen der Turbine verbundene Entnahmeleitung vorgesehen ist, ,zeichnet sich nun dadurch aus, dass für die zusätzli- che Entnahmeleitung eine Vorrichtung zur Erzeugung von Drucksignalen vorgesehen ist;
dass die Schaltung auch von diesem Drucksignal beeinflussbar ist und zu sätzliche Signale erzeugt, welche die Stellung der Ventile bestimmt; und dass jedes Ausgangssignal der Schaltung durch Modifikation eines Eingangssignals mit den übri gen entsteht, wodurch alle Ventile wahlweise in Abhän gigkeit voneinander einstellbar sind.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Regeleinrichtung soll anhand der Zeichnung nachfol gend näher erläutert wenden. Es zeigen: Fig. 1 die schematische, teilweise geschnittene An sicht einer mehrstufigen Doppelentnahmeturbine mit der erfindungsgemässen Regeleinrichtung und Fig. 2 und 3 ein Blockschema der Regeleinrichtung, deren Zusammenhang Fig. 4 zeigt.
Die Turbine 10 in Fig. 1 ist e ine mehrstufige soge- nannte Doppel-Entnahme-Turbine für den Betrieb mit einem elastischen Antriebsmedium, deren Hochdruck- leitungen und Niederdruckleitungen zusammen mit der Regeleinrichtung schematisch dargestellt sind.
Im Ge häuse 12 der Turbine 10 ist eine Turbinenwelle 24 drehbar gelagert. Von mehreren Stufen, die die Turbine aufweist, sind deren drei - mit 14, 16 und 17 bezeichnet - dargestellt, wobei die Stufe 14 der Stufe 16 und die Stufe 16 der Stufe 17 vorangehen.
In üblicher Weise sind im Gehäuse 12 die stationä ren Leiträder und :auf der Turbinenwelle die mit diesen Leiträdern zusammenwirkenden Laufräder montiert. Das Gehäuse 12 ist mit einem oberen und einem unteren Eingangsventil 18 und 19 und mit üb.erströmventilen 20 und 21 versehen.
Die Eingangsventile 18 und 19 be stimmen den Zufluss des Antriebsmediums von einem Kessel oder einer anderen geeigneten Druckquelle (nicht dargestllt) zur Turbinenstufe 14.
Das Überströmventil 20 bestimmt den Teilfluss des Antriebsmediums von der vorangehenden Stufe 14 zur nachfolgenden Stufe 16, wodurch der Teilfluss des Mediums durch die Hoch- druck-Entnahmeleitung 22 regulierbar .ist.
Das über- strömventil 21 bestimmt den Teilfluss des Mediums von der Stufe 16 zur Stufe 17, wodurch der Teilfluss des Mediums durch die Niederdruck Entnahmeleitung 23 regulierbar ist.
Das Gehäuse 12 ist ferner über eine Ausgangsleitung 25 mit einem Kondensator oder einer ähnlich :geeigneten Einrichtung verbunden (nicht ,dargestellt).
Die von der Turbine erzeugte mechanische Leistung wird von der Turbinenwelle 24 auf irgendeine geeignete Weise abgenommen. Beispielsweise kann die Belastung durch einen elektrischen Generator (nicht gezeigt) ;gebil det sein.
Die Bewegung der Turbinenwelle 24 wird auf einen Drehzahl-Umsetzer 62, beispielsweise einen Permanent- magnet-Generator, übertragen, welcher zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Drehzahl der Welle 24 dient. Dieses Signal wird an einen schematisch dargestellten Regelkreis 100 übertra gen.
Der Druck in der als Zweigleitung bezeichneten Ent nahmeleitung 22 wird über eine Leitung 36 auf einen Druckumsetzer 68 übertragen, welcher ein elektrisches Signal in Abhängigkeit vondiesem Druck erzeugt. Der Druck in der Zweigleitung 23 wird über eine Leitung 38 einem Druckumsetzer 64 übertragen, welcher ein elek trisches Signal in Abhängigkeit vom letzteren Druck er zeugt.
Diese von den Umsetzern 62, 68 und 64 erzeug ten Signale werden dem Regelkreis 100 zugeführt und dort in geeigneter Weise verarbeitet zwecks Erzeugung von Ausgangssignalen, welche auf Servomechanismen 76, 77, 78 und 80 gelangen.
Die Servomechanismen <B>7.6</B> und 77 sind mit dem Ventilstössel des oberen bzw. des unteren Eingangsventiles und d ie Servomechanismen 78 und 80 mit .dem Ventilstössel :des Ventilei 20 bzw. 21 verbunden und dienen somit als Stellmotoren der Ven tile 18, 19, 20 und 21.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen als Blockschema .den Auf bau des Regelkreises einschliesslich der Umsetzer 62, 64 und 68 sowie der Servomechanismen 76, 77, 78 und 80. Hierbei sind zur besseren Erläuterung der Betriebsweise der Einrichtung :die mit den in dem Zusatzpatent Nr. 415<B>692</B> beschriebenen Mitteln übereinstimmenden Mittel mit den gleichen Bezugszahlen versehen.
Die Turbinenwelle 24 beeinflusst den Drehzahlum- setzer 62, welcher eine sinusförmige Ausgangsspannung erzeugt, deren Amplitude proportional zur Drehzahl ist.
Die Ausgangswechselspannung des Drehzahlumset- zers 62 wird sowohl dem Drehzahl-Einstellkreis 104 als auch dem Stromverso baungs-Schafkreis 106 zugeführt.
Die Ausgangsspannung des Umsetzers 62 wird zur Speisung der ,elektrischen Stromkreise verwendet. Diese Spannung wind aber natürlich nur bei rotierender Turbi nenwelle erzeugt. Solange diese Welle nicht rotiert, sorgt der Schaltkreis 106 für die Speisung der Stromkreise aus dem Wechselstromnetz (nicht dargestellt) für die anfäng liche Ingangsetzung der Regeleinrichtung. Der Schalt kreis 106 selbst wird vorzugsweise :durch eine von der Netzspannung (heruntertransformierte Spannung, z. B. mit 24 V/60 Hz -gespeist.
An den Schaltkreis 106 ist fer ner ein Hilfsspeisegerät 108 .angeschlossen, welches eine stabilisierte Gleichspannung von +30 V erzeugt, sowie ein weiteres solches Speisegerät 110 mit einer stabili sierten Ausgangsspannung von -14V; diese Geräte stellen die erforderlichen Hilfsspannungsquellen für die verschiedenen Stromkreise der Regeleinrichtung dar.
Der Drehzahl-Einstellkreis 104 erzeugt eine Aus gangsspannung, die .im wesentlichen der Frequenz der Ausgangsspannung des Drehzahlgebers 62 proportional ist. Der Einstellknopf <B>116</B> dient zur Steuerung eines im Drehzahleinstellungskreis 104 angeordneten Potentio- meters zwecks Einstellung einer Bezugsspannung, mit der die Änderungen der Turbinendrehzahl bzw. der be treffenden Signalspannung verglichen werden.
Ein Höchstwert,der einstellbaren Bezugsspannung lässt sich mit Hilfe eines Knopfes 114 an einem entsprechenden Potentiometer einstellen, welcher Wert die Drehzahl der unbelasteten Turbine .begrenzt. Eine Höchstlast-Einstel- lung ist mittels eines weiteren Potentiometers im Ein stellknopf 112 vorgesehen,
wodurch ein Höchstwert der positiven Ausgangsspannung des Kreises 104 festgelegt wird. Dieses Potentiometer 112 begrenzt somit den öff nungsgrad des oberen und unteren Eingangsventils Vlo und Vlu und derRTI ID="0002.0195" WI="26" HE="3" LX="1443" LY="2686"> Überströmventile V2 .und V3 mit Rücksicht auf Drehzahländerungen der Turbinenwelle und auf die Belastung, unabhängig von der Einstellung der Potentiometer mit den Knöpfen 114 und 116.
Der Einstellknopf 116 ist mit einem Fernantrieb 118 zwecks Ferneinstellung des Potentiometers versehen.
Der Drehzahl-Einstellkreis 104 ist so beschaffen, dass dessen Ausgangsgleichspannung bei zunehmender Turbinendrehzahl abnimmt. Die Ausgangsspannung des Kreises 104 wird dem einen Eingang eines V 1-Add:ier- kreises 122 zugeführt (V1 = Eingangsventil). Der zweite Eingang des Addierkreises 122 wird weiter unten erläu tert.
Der Ausgang des Kreises 104 wird ausserdem einem Lastbegrenzungs-Anzeigekreis 124 zugeführt. Die Auf gabe dieses Kreises ist, anzuzeigen, ob der Ausgang des Kreises 104 auf Grund der Potentiometereinstellung am Knopf 112 begrenzt ist oder nicht. Im Fall, dass eine solche Begrenzung tatsächlich wirksam ist, löst der Stromkreis 124 ein Signal, wie das Aufleuchten einer Lampe<B>125,</B> aus.
Der Ausgang des Kreises 104 wird schliesslich dem einen Eingang des V2-Addierkreises 150 und des V- Addierkreises 184 zugeführt, deren Wirkungsweise weiter unten erklärt wird.
Auf diese Weise wird erreicht, dass der Ausgang des Drehzahleinstellungskreises 104 ein Gleichstromsignal ist, welches um einen durch den Wechsel der Drehzahl der Turbinenwelle bestimmten festen Bezugswert vari iert, und welches Bleichgross oder kleiner als die Span nung der durch die Einstellung am Knopf 112 bzw. des dazugehörigen Potentiometers hervorgerufenen Spannung ist.
Da sonst die durch das Belastungsb.egrenzerpotentio- meter hervorgerufene Steuerung die Drehzahlstauerung überste,uern kann, wird dadurch eine feste Belastung unabhängig von den normalen Drehzahländerungen er halten.
Das Belastungsbegrenzerpotentiometer ist für eine Scheitel- oder Gipfel-Steuerung .eingestellt, welche erlaubt, die Turbinenventile im Falle eines entsprechen den Anstieges der Turbinendrehzahl vollständig zu schliessen.
Am Ausgang des Druckumsetzers 68, wel cher vorzugsweise durch ein Bourdon-Röhrenmanome- ter in Verbindung mit einem Differentialtransformator gebildet ist, erscheint ein dem Druck in der Hochdruck- Entnahmeleitung 22 proportionales Signal. Dieser Ausgang wird durch ein vom Oszillator und Rechteck generator 126 .erzeugtes 2,5 kHz-Signal angeregt.
In der Stufe 128 wird das Ausgangssignal des Druckgebers 68 durch ein Abgleichnetzwerk auf ein Null-Signal bezo gen. Den Ausgang des Kreises 128 .bildet ein Signal mit der Frequenz des Oszillators <B>126,</B> .moduliert mit einer Grösse, welche .eine Funktion der Abweichung des Druckes in der Zweügleitung vom Null-Druck ist. Im Druckumsetzer 68 wird eine Grobeinsteltung vorgenom men, um etwa den Spannungswert Null bei einem ge wünschten Grund- oder Betriebshochdruck zu erhalten.
Der Kreis 128 dient dann zum Feinabgleich der Span nung auf Null beim erwähnten Betriebshochdruck.
Dem Verstärker-Demodulator-Kreis <B>130</B> werden der Ausganig des Kreises 128 sowie das Rechtecksignal des Generators 126 zugeleitet. In der Verstärkerstufe des Kreises 130 wird der Ausgang des Kreises 128 ver stärkt. Das Rechtecksignal .des Generators 126 wird dann mit dem verstärkten Ausgangssignal gemischt, um ein Signal abzuleiten, welches aus einer Abweichung vom gewählten Betriebshochdruck resultiert; dieses ab geleitete Signal enthält eine Gleichstromkomponente.
Das Signal wird hierauf filtiert, so dass am Ausgang des Kreises 130 ein gleichgerichtetes Signal erscheint, wel ches .für die Abweichung des Drucks vom Betriebshoch druck charakteristisch ist. Ein Druckeinstellpotentiome- ter der Stufe 130, welches durch den Knopf 132 einstell bar ist, dient zur Einstellung einer Spannung, welche den gewünschten Druck darstellt, welcher in der Ent nahmeleitung herrschen soll. Dieser Druck kann natür lich nicht den ursprünglich gewählten Null-Druck über schreiten.
Ein dritter Eingang am Addierkrei.s 134 wird vom Einstellnetzwerk 136 zurückgeführt und ist vorzugs weise eine Vorspannung für den Gleichstromverstärker im Addierkreis 134, was .diesem eine Begrenzercharak- teristik verleiht. Die Wirkung dieser Vorspannung be steht darin, dass eine Obergrenze für den D.urchfluss :durch die Hochdruckleitung gesetzt wird.
Dies wird durch die Begrenzung des Spannungspegels auf den ent sprechenden Maximalwert erreicht.
Am Ausgang des Druckaddierkreises 134 erscheint eine gleichgerichtete Spannung, welche die am Druck- einstellpotentiometer gewählte Abweichung vom Null Druck und ferner einen Durchflussgrenzwert bedeutet, der einen bestimmten Grenzwert nicht übersteigen darf.
Der Druckaddierkreis 134 weist zudem eine Schaltung auf, welche bewirkt, dass beim Anstieg des Druckes über den Null-Druck das Eingangssignal vom Kreis 134 verschwindet.
Das Einstellnetzwerk 136 weist einen ersten Aus gang auf, welcher einem Eingang des Vl-Addierkreises 122 zugeführt ist. Dieser erste Ausgang ist das Signal, welches am Ausgang des Druckadd :ierkreises 134 er scheint.
Ein zweiter Ausgang des Einstellnetzwerkes 136 enthält die algebraische Summe der Ausgangsspannung des. Addierkreises 134 und einer am Potentiometer 140 eingestellten Spannung, welche Summenspannung auf den dritten Eingang des Druckaddierkreises 134 geführt wird :und die Begrenzung des Flusses in der Entnahme- leitung bewirkt.
Ein dritter Ausgang des Netzwerkes 136, welcher der gleiche wie der erste Ausgang ist, ge langt zu einer Umkehrstufe 139, deren Ausgang gleich dem ersten Ausgang des Netzwerkes 136, aber mit um gekehrten Vorzeichen :ist. Die Umkehrstufe 139 ist ein geeigneter Gleichstrom-Verstärker mit Verstärkungs faktor 1 .
Ein vierter Ausgang des Netzwerkes 136 ist eine Spannung, welche an einem Potentiometer im Einstell netzwerk 136, das mittels einer Schraube 141 vorein- stellbar ist, anliegt.
Dieses Potentiometer ist das V2-Last- einstellpotentiometer. Seine Einstellung erfolgt in der Weise, dass .seine Spannung die Ausgangsstellung oder Nullstellung des Stössels des überströmventils V2 be züglich der Stellungen der Stössel der Ventile Vlu und V 1 o einstellt.
Der Ausgang der Umkehrstufe 139 liegt an .einem Eingang des V3-Ad dierkreises 184, dessen andere Eingänge der Ausgang des Drehzahl-Einstell- krei:ses 104, ,der Ausgang einer Umkehrstufe 183 und der Ausgang des Einstellnetzwerkes 182 der Nieder druckleitung sind, wie dies nachfolgend noch näher be schrieben wird.
Die Spannung am Potentiometer mit der Schraube 141 lässt sich beträchtlich erhöhen, indem der Einstell knopf 142 in die Sparstellung gedreht wird, wodurch sich das überströmventil V2 stark öffnet.
Der Einstellknopf 142 steuert zwei Potentiometer des Einstellnetzwerkes<B>136,</B> nämlich ein Spar Foten- tiometer und ein Druck-Re.gler-Ein-Aus -Potentiome- ter. Mit einem Potentiometer im Netzwerk 182 mit bei- spielsweise ebenfalls einem Spar -Potentiometer sind diese drei Potentiometer so miteinander verbunden,
dass eine Drehung des Knopfes 142 in eine gewählte Rich tung ein gleichzeitiges Bewegen des Ventils der Hoch- druckleitung und des Ventils der Niederdruckleitung in eine vorbestimmte Lage bewirkt.
Die Stellungen des Druckreglerpotentiometers zeigen die Signallampen 144 und 146 und die Stellung des Spar -Potentiometers die Signallampe 148 an. Druckregler-Ein zeigt .an, :dass der Druck in der Hochdruckleitung geregelt wird, und Druckregler-Aus zeigt an, dass der in der Hochdruck- leitung wirkende Druck nicht geregelt ist.
Der Sparbe trieb wird nur .angewendet, wenn,die Entnahme bzw. der Druck in der Entnahmeleitung nicht geregelt werden soll. Die Gleichlaufkupplung der Potentiometer gewähr leistet diesen Betrieb.
Bei .der Niederdruck-Entnahmeleitung sind Druck umsetzer 64, Stufe 179, Verstärker-Demodulator-Kreis 180, Druckaddierkreis 181, Einstellnetzwerk 182 und Umkehrstufe 183 im wesentlichen den korrespondieren den Elementen bei der Hochdruck-Entnahmeleitung gleich. Der Ausgang der Stufe 179 ist also eine Null- Sp,annung, welche beim .gewünschten höchsten Entnah meniederdruck herrscht.
Die Einstellung des Druck-Ein- stell-Potentiometers in der Verstärker- und Demodula- torstufe 180, welche von aussen durch den Einstellknopf <B>178</B> vorgenommen werden kann, dient ,zur Einstellung der Spannung, welche :
den gewünschten Druck darstellt, welcher in der Entnahmeleitung herrschen soll. Dieserea uck kann natürlich nicht den ursprünglich gewählten Nulldurck überschreiten.
Das im Einstellnetzwerk 182 vorgesehene, durch die Schraube 185 einstellbare Potentiometer bestimmt die Ausgangsstellung des Stössels des Niederdrucküber- strömventils V3 bezüglich der Stössel der Eingangsven tile.
Einstellknopf 186 -erlaubt die Einstellung dieses Potentiometers von aussen. Am Einstellnetzwerk 182 erscheint, wenn die Ausgangsspannung des Druckad- dierkreises 181 .algebraisch addiert wird, die durchfluss- begrenzende Spannung, welche am Eingang des Ad-dier kreises 181 erscheint.
Einstellknopf 187 erlaubt .eine Einstellung des Druck-Regler-Ein-Aus -Potentiom.e- ters im Einstellnetzwerk 182, und Signallampen 188 und 189 zeigen dessen Stellung an.
Die Ausgänge des Einstellnetzwerkes 182 sind ein erster Ausgang, welcher am Ausgang des Addierkreises 181 und welcher am Eingang des V1 Addierkreises 122, des V2-Addierkreises 150 und der Umkehrstufe 183 anliegt; ein zweiter, ,den Durchfluss begrenzender Aus gang, welcher am Eingang des Addierkreises 181 er scheint;
und ein dritter Ausgang, welcher am Eingang des V3-Addierkreises 184 anliegt. Der Ausgang der Umkehrstufe 183 ist gleich dem Ausgang des Einstell netzwerkes 182, aber mit umgekehrten Vorzeichen, wobei der Ausgang der Stufe 182 den Ausgang des Addierkreises 181 darstellt, welcher am Eingang .des Vl-Addierkreises 122 und des V2-Addierkreises 150 anliegt.
Die Eingänge des V3 A.ddierkreises 184 sind somit ,der Ausgang des Drehzahl-Einstellkreises 104; die Aus gänge der Umkehrstufen 139 und 183; und der V3-Ven- tileinstellausgang des Einstellnetzwerkes 182.
Wie die bisherigen Erläuterungen zeigen, ist der Ausgang ;des Vl-Addierkreises 122 das Ergebnis der Addition einer ersten und einer zweiten Kompohente. Die erste Komponente ist die Spannung, welche die .ge wünschte Drehzahl und die Abweichung von dieser dar- stellt. Die zweite Komponente, ist die Spannung, welche den gewünschten Druck und die Abweichung von die sem in der Hochdruckleitung sowie den gewünschten Druck und die Abweichung von diesem in der Nieder- druckleitungdarstellt.
Der Ausgang des V2-Addierkreises 150 ist eine Gleichspannung, welche die gewünschte Position des Überströmventils V2 angibt. Die Spannung ist die Kom bination von vier Komponenten, nämlich erstens dem Ausgang des Drehzahl Einstellkreises 104, welcher eine gewünschte Drehzahl und die Abweichung von dieser Drehzahl angibt;
zweitens dem durch das Einstellwerk 136 übertragenen Ausgang des Druck-Addierkreises 134 und der Umkehrstufe 139, welcher .esnen gewünsch ten Druck in .der Hochdruckentnahmeleitung und die Abweichung von diesem Druck darstellt; drittens einem Signal aus dem Einstellnetzwerk 136, welches die Aus gangslage bzw. den Vorlauf des Niederdrucküberström- ventils V2 in bezug auf die Stellung der Eingangsventile angibt;
und viertens denn Ausgang des Druck-Addier- kreises 181, welcher durch das Einstellnetzwerk 182 übertragen wird und welcher einen gewünschten Druck in der Niederdruckleitung und die Abweichung von diesem Druck darstellt.
Wie Fig. 2 und 3 zeigen, ist der Ausgang der Um kehrstufe 139, welcher zum V2-Addierkreis 150 führt, eine korrespondierende Spannung zur Spannung am V1- Addierkreis 122 mit umgekehrten Vorzeichen.
Nimmt man einen Druckabfall in der Hochdrucklei- tung von -AP an, so bewirkt der resultierende Ausgang an der Umkehrstufe 139 und sein korrespondierendes Ausgangssignal mit umgekehrten Vorzeichen vom Ein stellnetzwerk 136, welcher Ausgang am Eingang des Vl-Addierkreises 122 erscheint, ein Öffnen der Ein gangsventile infolge des Plus-Signals des Vl-Addier- kreises 122,
während die Überströmventile V2 und V3 durch Minus-Signale am V2-Addierkreis 150 und. V3- -A.ddierkreis 184 geschlossen werden.
Die Werte der Komponenten in den verschiedenen Stufen sind so ge- wählt, dass die KiIowattlast und der Öffnungsdruck der Niederdruckentnahme konstant bleiben, während der Fluss durch Öffnen der Hochdruckentnahme zwecks Kompensation ;des Druckabfalles vergrössert wird.
Der Ausgang ;des V3-Addierkreises 184 ist eine Gleichspannung, welche die gewünschte Position des Überströmventils V3 angibt. Die Spannung ist die Kom bination von vier Komponenten, nämlich erstens dem Ausgang des Drehzahl-Einstellkreises 104, welcher eine gewünschte Drehzahl und die Abweichung von dieser Drehzahl angibt;
zweitens dem Ausgang der Umkehr stufe 139, welcher einen gewünschten Druck in der Hochdruckentnahmeleitung und die Abweichung von diesem Druck darstellt; drittens einem Signal, welches die Ausgangslage bzw. den Verlauf ;des Überströmven- tils V3 in bezug auf die Stellung der Eingangsventile Vlu und VlL angibt;
und viertens dem Ausgang der Umkehrstufe 183, welche einen gewünschten Druck in ,der Niederdruckleitung und die Abweichung von diesem Druck darstellt.
Wie schon erwähnt, erscheinen die Ausgänge der Umkehrstufen 139 und 183 als Eingänge am V3-Ad- dierkreis 184. Dies bedeutet, dass es im Falle des Ab- fallens des Druckes in ;
der Hochdruckleitung notwendig äst, beide Überströmventäle VZ und V3 im Schliessinn und die Einlassventile Vlu und Vlo im Öffnungssinn zu bewegen, um die Drücke .in den beiden Leitungen ohne Einwirkung der Last auf den gewünschten Werten zu halten.
Für den Fall, dass der Druckabfall nur in der Niederdruckleitung auftritt, gelangt eine Spannung von gleicher Grösse, aber mit konträrem Vorzeichen von der Umkehrstufe 183 zum Vl-Addierkreis 122 und zum V2-Addierkreis 150. In dieser letztgenannten Situation werden Eingangsventile V 1 und Hochdrucküberström- ventil im Öffnungssinn und Niederdrucküberströmventil im Schliessinn bewegt.
Wie bereits erwähnt, wird der Spar -Betrieb durch die Sparpotentiometer in den Einstellnetzwerken 136 und 182, welche gekuppelt und durch den Einstellknopf 142 von aussen betätigbar sind, bewirkt. Bei einem sol chen Spar -Betrieb, d. h.
bei geringsten Drosselungs- verlusten, welche vom Durchfluss des Mediums durch die beiden Ventile V2 und V3 herrühren (gewöhnlicher Kodensationsbetrieb), sind Vorkehrungen getroffen, welche ein ausreichendes Öffnen beider Ventile V2 und V3 gemäss ihrer Konstruktion -gewährleisten, welches Öffnen einen vernachlässigbaren Druckabfall durch die genannten Ventile verursacht.
Von Bedeutung ist, dass durch einen Spar -Betrieb in der Hochdruckleitung in der Niederdruckleitung ebenfalls ein Spar -Betrieb wirksam wird.
Der Ausgang des V 1-Addierkreises 122 ist über die Leitung m-m in den Fig. 2 und 3 Servomechanismen 76 und 77 zugeleitet, deren Aufgabe es ist, die Ein gangsventile zu steuern. Beide Servomechanismen 76 und 77 funktionieren auf die .gleiche Weise, wobei der Servomechanismus 76 mit dem in dem Zusatzpatent Nr. 415692 beschriebenen übereinstimmt.
Der Ausgang des Vl-Addierkreises 122 ist einem Eingang eines Fehler-Addierkreises 155 zugeführt. Der Ausgang des Fehler Addmerkreises 155 ist einem Gleich stromverstärker 156 zugeführt, welcher einen hohen Verstärkungsgrad aufweist, um den Motorenantrieb eines Servoventils<B>158</B> zu steuern.
Das Servoventil 158 steuert einen hydraulischen Servokolben 160. Durch Durchfluss durch das Servo ventil 158 ist dem Ausgangsstrom des Verstärkers 156 proportional. Der Servokolben 160 wird so gross ge wählt, dass er die Verstellkraft zur Steuerung des Stös- sels des Eingangsventils 18 (Fig. 1) aufbringen kann.
Die Stellung des Servokolbens 160 wird in einem Rückführungsübertrager 162 in eine entsprechende Spannung umgesetzt. Der Rückführungsübertrager 162 weist einen Null-.Ausgang auf, wenn sich der Servokol- ben 160 in seiner Schliesslage befindet. Diese Schliess- lage bedeutet die vollständige Schliesslage eines Ventils und der mechanischen Steuermittel, welche im Verbin dungsmechanismus zwischen Servokolben und Ventil vorgesehen sind.
Wie Fig. 2 und 3 zeigen, wird der Übertrager 162 durch einen Oszill.ator 164 betrieben.
Die vom Rückführungsübertrager 162 abgegebene Wechselspannung wird in der Verstärker-Demodulator- stufe 166 verstärkt und demoduliert. Der Demodulator enthält einen geeigneten Filter .und kann aus einem Gleichrichter oder einem Phasendetektor bestehen, wel cher das Wechselstromsignal meine Gleichspannung umsetzt, die genau der Stellung des Servoschiebers 160 entspricht.
Die Anordnung ist so getroffen, dass der Ausgang der Stufe 166 im Vorzeichen dem Ausgang des V1-Addierkreises 122 entgegengesetzt ist. Die Gesamt verstärkung der Stufe 166 ist zudem so bemessen, dass die Spannung gleich dem vollständigen Verstellweg, also von der Schliesslage in die Offenlage, des Servokolbens 160 ist.
Im Fehler-Addierkreis 155 werden nun die gleichge- richteten Ausgänge der Kreise 166 und 122 addiert. Ein Ausgang des Addierkreises 155 bedeutet demnach ein Fehlersignal, welches die Angleschung der Stellung des Eingangsventils V 1 bewirkt, bis die Ventilstellung genau der Ausgangsspannung des Vl-Addierkreises 122 ent spricht.
Ein Regelkreis wie der Servomechanismus 76 ist vorgesehen, um die Stellung des Ventils, in diesem Fall des Eingangsventils Vlu genau dem Wert der jeweili gen Ausgangsspannung des V 1-Addierkreises 122 nach zuführen, unabhängig von den am Ventilstössel angrei- fenden Gegenkräften.
Es ist klar, dass diese Kräfte be- trächtlich sind und in der Grössenordnung von mehre ren<B>1000</B> kg liegen. Ferner können auch Bereiche von starken negativen Kraftgradienten auftreten. Der Servo- mechanismus 76 mit Stellungsrückführung bietet Ge währ für die genaue Ventileinstellung unabhängig von der Stärke und Nichtlinearität der Reaktionskräfte.
Die Servomechanismen 78 und 80 in der Hoch druck- und in der Niederdruck-Entnahmeleitung ent sprechen im wesentlichen den Servomechanismen 76 und 77. Hier ist nur die Funktion des Servomechanis- mus 78 beschrieben, welcher mit dem in dem genannten Zusatzpatent beschriebenen übereinstimmt.
Der Servomechanismus 78 umfasst einen Fehler Addierkreis 167, an dessen Eingang der Ausgang des V2-Addierkrzises 150 über die Linie n-n anliegt und dessen Ausgang einem Gleichstromverstärker 168 zuge führt wird. Der Ausgang des Gleichstromverstärkers 168 speist die Antriebsspulen eines Servoventils 170. Dieses steuert den Ölzufluss zum hydraulischen Servo kolben<B>172,</B> welcher mit dem Stössel ;des überströmven- tils V2 verbunden ist.
Hier ist wie im Falle des Ein gangsventils der Ölzufluss proportional zum Ausgangs strom des Verstärkers 168. Der Kolben 172 ist so be messen, dass :er die erforderliche Kraft zur Verstellung des.
überströmventils V2 aufbringt. Änderungen in der Lage des Servokolbens<B>172</B> bezüglich einer Ausgangs lage (vorzugsweise die Schliessstellung) und demnach entsprechende Verstellungen des überströmventils V2 haben eine Ausgangsspannung des Rückführungs-Über- tragers 174 zur Folge, die der Lage des überströmven- tils proportional ist.
Die Ausgangswechselspannung des ebenfalls vom Oszillator 164 gespeisten Übertragers 174 wird in der Stufe 176 verstärkt und demoduliert und hierauf gefiltert, um die WechseIstromkomponente zu eliminieren. Das gleichgerichtete Ausgangssignal der Verstärker-Demodulatorstufe 176 gelangt dann auf den anderen Eingang des Fehler-Addierkreises 167.
Der Ausgang des V3-Addierkreises 184 wird über die Leitung o-o dem Servomechanismus 80 zugeführt. Dieser Mechanismus arbeitet in der gleichen Weise wie der Servomechanismus 78.
Diese Regeleinrichtung ermöglicht somit eine genaue und wahlweise Einstellung der Ventile, und zwar in be- zug auf die gesamten Betriebsverhältnisse der Turbine wie auch in bezug auf die Bewegung jedes einzelnen Ventils.
Electrical control device <B> for </B> multi-stage extraction turbine The invention of main patent no. 392 558 relates to an electrical control device for keeping two of at least three variable values constant, which control the operation of an extraction turbine, in which an inlet valve the inflow to the turbine and a.
Overflow valve the. Controls flow from, an intermediate stage to a subsequent stage of the turbine, and in which one device generates an electrical speed signal as a function of the turbine shaft speed and another device generates a pressure signal.
According to the invention, this electrical control device according to the main patent is characterized in that a first channel generates the speed signal and a second channel generates the pressure signal as a function of the pressure in the extraction line, that a first servomechanism has a first valve position sensing device which, with the first Channel is connected and controls the input valve depending on the speed signal, and a second servomechanism one,
having second valve position sensing device, which is connected to the second channel and controls the overflow valve as a function of the pressure signal, and that a circuit connects the first and second channel with one another and changes the speed signal by the pressure signal and vice versa when a signal that is generated in one or both channels, requires a simultaneous change in the valve position that is controlled by the other channel,
Multiple adjustments being made to the arrangement at the same time in order to keep two of the three or more variable variables constant regardless of changes in the turbine requirement.
This main patent is assigned an additional patent No. 415 692, which relates to a further development of the control device protected by the main patent and which is characterized in that the circuit connecting the first and second channels contains switching means which respond to the fact that one of the two valves assumes a predetermined position, and which are intended to respond, on the one hand: the influence: of the position:
of the other valve controlling signal by the signal of the first-mentioned valve and on the other hand to establish a signal path over which the signal of the other valve is influenced by an additional, supporting control signal.
The measure of this additional invention has the purpose of increasing the flexibility and the reliability of the regulation and enabling an even greater accuracy and response speed.
The present invention now relates to a further embodiment of the control device, which is intended to make it possible to regulate more than two valves selectively and simultaneously.
The difference between the turbine to be regulated according to the main patent mentioned and the additional patent mentioned on the one hand and the turbine to be regulated according to the present invention on the other hand is that in the patents mentioned there is only one extraction line with an intermediate stage with an associated overflow valve arrangement . These types of turbines are referred to as single extraction turbines.
The present invention, however, relates to a control device for double extraction turbines, in which two extraction lines are connected to two intermediate stages that are different from one another, each of these stages having a corresponding overflow valve arrangement.
During the operation of the double extraction turbine, the pressure in a first extraction line, which is the one closest to the inlet valve, is greater than the pressure in a second extraction line. The first extraction line can therefore be referred to as the high pressure extraction line and the second as the low pressure extraction line.
If the steam flows through the two intermediate stages during operation, it is desirable to regulate the inlet valve or the inlet valves and the overflow valves in such a way that the speed of the turbine is kept essentially constant:
independent of changes in the load on the turbine and of steam consumption, which can change considerably. It is also desirable to keep the vapor pressure constant in the extraction lines, regardless of the changes in the operating conditions mentioned.
The electrical control device according to the invention for multi-stage extraction turbine, in which an additional valve-controlled extraction line connected to the downstream stages of the turbine is provided, is characterized in that a device for generating pressure signals is provided for the additional extraction line;
that the circuit can also be influenced by this pressure signal and generates additional signals that determine the position of the valves; and that each output signal of the circuit is created by modifying an input signal with the other conditions, whereby all valves can optionally be set as a function of one another.
An exemplary embodiment of the control device according to the invention is to be explained in more detail below with reference to the drawing. 1 shows the schematic, partially sectioned view of a multistage double extraction turbine with the control device according to the invention, and FIGS. 2 and 3 show a block diagram of the control device, the relationship of which is shown in FIG.
The turbine 10 in FIG. 1 is a multi-stage, so-called double extraction turbine for operation with an elastic drive medium, the high-pressure lines and low-pressure lines of which are shown schematically together with the control device.
In the Ge housing 12 of the turbine 10, a turbine shaft 24 is rotatably mounted. Of a plurality of stages that the turbine has, three of them - denoted by 14, 16 and 17 - are shown, stage 14 of stage 16 and stage 16 of stage 17 preceding.
In the usual way, the stationary ren idlers and: mounted on the turbine shaft, the impellers cooperating with these idlers in the housing 12. The housing 12 is provided with an upper and a lower inlet valve 18 and 19 and with overflow valves 20 and 21.
The inlet valves 18 and 19 determine the inflow of the drive medium from a boiler or another suitable pressure source (not shown) to the turbine stage 14.
The overflow valve 20 determines the partial flow of the drive medium from the preceding stage 14 to the following stage 16, whereby the partial flow of the medium through the high-pressure extraction line 22 can be regulated.
The overflow valve 21 determines the partial flow of the medium from the stage 16 to the stage 17, whereby the partial flow of the medium through the low-pressure extraction line 23 can be regulated.
The housing 12 is also connected via an output line 25 to a capacitor or a similar suitable device (not shown).
The mechanical power generated by the turbine is drawn from the turbine shaft 24 in any suitable manner. For example, the load can be formed by an electrical generator (not shown).
The movement of the turbine shaft 24 is transmitted to a speed converter 62, for example a permanent magnet generator, which is used to generate an electrical signal as a function of the speed of the shaft 24. This signal is transmitted to a control loop 100 shown schematically.
The pressure in the sampling line 22, referred to as the branch line, is transmitted via a line 36 to a pressure transducer 68, which generates an electrical signal as a function of this pressure. The pressure in the branch line 23 is transmitted via a line 38 to a pressure converter 64, which generates an electrical signal depending on the latter pressure.
These signals generated by the converters 62, 68 and 64 are fed to the control loop 100 and processed there in a suitable manner for the purpose of generating output signals which reach servomechanisms 76, 77, 78 and 80.
The servomechanisms <B> 7.6 </B> and 77 are connected to the valve stem of the upper and lower inlet valve and the servo mechanisms 78 and 80 are connected to the valve stem: of the valve 20 and 21 and thus serve as servomotors for the valves 18, 19, 20 and 21.
2, 3 and 4 show as a block diagram .den on the construction of the control circuit including the converters 62, 64 and 68 and the servomechanisms 76, 77, 78 and 80. Here are for a better explanation of the operation of the device: the with the in the means described in additional patent no. 415 <B> 692 </B> are provided with the same reference numerals.
The turbine shaft 24 influences the speed converter 62, which generates a sinusoidal output voltage, the amplitude of which is proportional to the speed.
The AC output voltage of the speed converter 62 is fed both to the speed setting circuit 104 and to the power supply circuit 106.
The output voltage of the converter 62 is used to feed the electrical circuits. Of course, this voltage is only generated when the turbine shaft is rotating. As long as this shaft is not rotating, the circuit 106 provides for the supply of the circuits from the alternating current network (not shown) for the initial start-up of the control device. The circuit 106 itself is preferably: fed by a voltage that has been stepped down from the mains voltage, e.g. 24 V / 60 Hz.
Furthermore, an auxiliary supply device 108 is connected to the circuit 106, which generates a stabilized DC voltage of +30 V, and another such supply device 110 with a stabilized output voltage of -14V; these devices represent the necessary auxiliary voltage sources for the various circuits of the control system.
The speed setting circuit 104 generates an output voltage which is essentially proportional to the frequency of the output voltage of the speed sensor 62. The setting button 116 is used to control a potentiometer arranged in the speed setting circuit 104 for the purpose of setting a reference voltage with which the changes in the turbine speed or the relevant signal voltage are compared.
A maximum value of the adjustable reference voltage can be set with the aid of a button 114 on a corresponding potentiometer, which value limits the speed of the unloaded turbine. A maximum load setting is provided by means of a further potentiometer in the setting knob 112,
whereby a maximum value of the positive output voltage of circuit 104 is established. This potentiometer 112 thus limits the degree of opening of the upper and lower inlet valves Vlo and Vlu and the RTI ID = "0002.0195" WI = "26" HE = "3" LX = "1443" LY = "2686"> overflow valves V2. And V3 with Consideration of changes in the speed of rotation of the turbine shaft and of the load, regardless of the setting of the potentiometers with buttons 114 and 116.
The adjustment knob 116 is provided with a remote drive 118 for the purpose of remote adjustment of the potentiometer.
The speed setting circuit 104 is designed so that its DC output voltage decreases as the turbine speed increases. The output voltage of circuit 104 is fed to one input of a V 1 add: ier circuit 122 (V1 = input valve). The second input of the adder 122 is explained below.
The output of circuit 104 is also fed to a load limit display circuit 124. The task of this circuit is to indicate whether the output of circuit 104 is limited or not due to the potentiometer setting on button 112. In the event that such a limitation is actually in effect, the circuit 124 triggers a signal, such as the lighting up of a lamp <B> 125 </B>.
The output of the circuit 104 is finally fed to one input of the V2 adding circuit 150 and the V adding circuit 184, the mode of operation of which will be explained below.
In this way it is achieved that the output of the speed setting circuit 104 is a direct current signal, which varies by a fixed reference value determined by the change in the speed of the turbine shaft, and which is greater than or less than the voltage generated by the setting on the button 112 or of the associated potentiometer is the voltage generated.
Since otherwise the control caused by the load limiter potentiometer could override the speed accumulation, a fixed load is maintained regardless of the normal speed changes.
The load limiter potentiometer is set for a peak or peak control, which allows the turbine valves to be completely closed in the event of a corresponding increase in the turbine speed.
At the output of the pressure converter 68, which is preferably formed by a Bourdon tube manometer in conjunction with a differential transformer, a signal proportional to the pressure in the high-pressure extraction line 22 appears. This output is excited by a 2.5 kHz signal generated by the oscillator and square wave generator 126.
In stage 128, the output signal of pressure transducer 68 is related to a zero signal by a compensation network. The output of circuit 128 forms a signal with the frequency of oscillator 126, modulated with a quantity which is a function of the deviation of the pressure in the branch line from the zero pressure. In the pressure converter 68 a rough setting is made in order to obtain approximately the voltage value zero at a desired basic or operating high pressure.
The circle 128 is then used to fine-tune the voltage to zero at the high operating pressure mentioned.
The output of the circuit 128 and the square-wave signal from the generator 126 are fed to the amplifier-demodulator circuit <B> 130 </B>. In the amplifier stage of the circuit 130, the output of the circuit 128 is amplified ver. The square-wave signal of the generator 126 is then mixed with the amplified output signal in order to derive a signal which results from a deviation from the selected operating pressure; this derived from signal contains a direct current component.
The signal is then filtered so that a rectified signal appears at the output of circuit 130, which is characteristic of the deviation of the pressure from the high operating pressure. A pressure setting potentiometer of stage 130, which can be adjusted by means of the button 132, is used to set a voltage which represents the desired pressure which is to prevail in the extraction line. This pressure can of course not exceed the zero pressure originally selected.
A third input at the adder circuit 134 is fed back from the setting network 136 and is preferably a bias voltage for the direct current amplifier in the adder circuit 134, which gives it a limiter characteristic. The effect of this bias is that an upper limit is set for the flow through the high pressure line.
This is achieved by limiting the voltage level to the corresponding maximum value.
A rectified voltage appears at the output of the pressure adding circuit 134, which means the deviation from zero pressure selected on the pressure setting potentiometer and also a flow limit value which must not exceed a certain limit value.
The pressure adding circuit 134 also has a circuit which has the effect that when the pressure rises above the zero pressure, the input signal from the circuit 134 disappears.
The setting network 136 has a first output, which is fed to an input of the Vl adder 122. This first output is the signal which appears at the output of Druckadd: ierkreises 134.
A second output of the setting network 136 contains the algebraic sum of the output voltage of the adding circuit 134 and a voltage set at the potentiometer 140, which sum voltage is fed to the third input of the pressure adding circuit 134: and limits the flow in the sampling line.
A third output of the network 136, which is the same as the first output, reaches an inverter 139, the output of which is equal to the first output of the network 136, but with the opposite sign: is. The inverter 139 is a suitable DC amplifier with a gain factor of 1.
A fourth output of the network 136 is a voltage which is applied to a potentiometer in the setting network 136, which can be preset by means of a screw 141.
This potentiometer is the V2 load setting potentiometer. Its setting takes place in such a way that its voltage sets the initial position or zero position of the stem of the overflow valve V2 with respect to the positions of the stem of the valves Vlu and V 1 o.
The output of the inverting stage 139 is connected to an input of the V3 adding circuit 184, the other inputs of which are the output of the speed setting circuit 104, the output of an inverting stage 183 and the output of the setting network 182 of the low pressure line, such as this will be described in more detail below.
The voltage on the potentiometer with the screw 141 can be increased considerably by turning the adjustment knob 142 into the economy position, whereby the overflow valve V2 opens strongly.
The setting button 142 controls two potentiometers of the setting network 136, namely an economy photometer and a pressure regulator on / off potentiometer. These three potentiometers are connected to one another with a potentiometer in network 182 with, for example, also an economy potentiometer
that a rotation of the knob 142 in a selected direction brings about a simultaneous movement of the valve of the high-pressure line and the valve of the low-pressure line into a predetermined position.
The position of the pressure regulator potentiometer is indicated by the signal lamps 144 and 146 and the position of the economy potentiometer by the signal lamp 148. Pressure regulator on indicates: that the pressure in the high pressure line is being regulated, and pressure regulator off indicates that the pressure acting in the high pressure line is not regulated.
The economy mode is only used if the withdrawal or the pressure in the withdrawal line is not to be regulated. The synchronous coupling of the potentiometer ensures this operation.
In .the low pressure extraction line pressure converter 64, stage 179, amplifier-demodulator circuit 180, pressure adding circuit 181, setting network 182 and reversing stage 183 are essentially the same as the corresponding elements in the high pressure extraction line. The output of stage 179 is therefore a zero voltage, which prevails at the .desired highest withdrawal low pressure.
The setting of the pressure setting potentiometer in the amplifier and demodulator stage 180, which can be made from outside using the setting button <B> 178 </B>, is used to set the voltage, which:
represents the desired pressure which should prevail in the extraction line. Of course, this pressure cannot exceed the zero pressure originally selected.
The potentiometer provided in the setting network 182 and adjustable by the screw 185 determines the initial position of the plunger of the low pressure relief valve V3 with respect to the plunger of the input valves.
Adjustment button 186 - allows this potentiometer to be adjusted from the outside. When the output voltage of the pressure adding circuit 181 is algebraically added, the flow-limiting voltage which appears at the input of the adding circuit 181 appears on the setting network 182.
Adjustment button 187 allows setting of the pressure regulator on-off potentiometer in the setting network 182, and signal lamps 188 and 189 indicate its position.
The outputs of the setting network 182 are a first output which is applied to the output of the adder circuit 181 and which is applied to the input of the V1 adder circuit 122, the V2 adder circuit 150 and the inverter 183; a second, the flow-limiting output, which he appears at the input of the adder circuit 181;
and a third output which is present at the input of the V3 adder circuit 184. The output of the inverting stage 183 is equal to the output of the setting network 182, but with the opposite sign, the output of the stage 182 being the output of the adding circuit 181, which is applied to the input .des Vl-adding circuit 122 and V2-adding circuit 150.
The inputs of V3 A.ddierkreises 184 are thus, the output of the speed setting circuit 104; the outputs of the inverters 139 and 183; and the V3 valve setting output of setting network 182.
As the previous explanations show, the output of the VI adder circuit 122 is the result of the addition of a first and a second component. The first component is the voltage, which represents the desired speed and the deviation from it. The second component is the voltage, which represents the desired pressure and the deviation from this in the high pressure line and the desired pressure and the deviation from this in the low pressure line.
The output of the V2 adding circuit 150 is a DC voltage which indicates the desired position of the spill valve V2. The voltage is the com bination of four components, namely firstly the output of the speed setting circuit 104, which indicates a desired speed and the deviation from this speed;
secondly, the output of the pressure adding circuit 134 and of the reversing stage 139, which is transmitted by the setting unit 136 and which represents the desired pressure in the high-pressure extraction line and the deviation from this pressure; thirdly, a signal from the setting network 136, which indicates the starting position or the flow of the low pressure relief valve V2 in relation to the position of the inlet valves;
and fourthly, the output of the pressure adding circuit 181, which is transmitted through the setting network 182 and which represents a desired pressure in the low-pressure line and the deviation from this pressure.
As shown in FIGS. 2 and 3, the output of the reversing stage 139, which leads to the V2 adding circuit 150, is a voltage corresponding to the voltage at the V1 adding circuit 122 with the opposite sign.
If one assumes a pressure drop in the high-pressure line from -AP, the resulting output at the inverter 139 and its corresponding output signal with the opposite sign from the setting network 136, which output appears at the input of the VI adding circuit 122, opens the on two-way valves as a result of the plus signal of the Vl adder circuit 122,
while the overflow valves V2 and V3 by minus signals at the V2 adding circuit 150 and. V3- -A.ddierkreis 184 are closed.
The values of the components in the various stages are selected in such a way that the kiowatt load and the opening pressure of the low-pressure tapping remain constant, while the flow is increased by opening the high-pressure tapping to compensate for the pressure drop.
The output of V3 adder 184 is a DC voltage which indicates the desired position of spill valve V3. The voltage is the combination of four components, namely first the output of the speed setting circuit 104, which indicates a desired speed and the deviation from this speed;
second, the output of the reversing stage 139, which represents a desired pressure in the high pressure extraction line and the deviation from this pressure; thirdly, a signal which indicates the starting position or the course of the overflow valve V3 in relation to the position of the inlet valves Vlu and VIL;
and fourthly, the output of the inverter 183, which represents a desired pressure in the low pressure line and the deviation from this pressure.
As already mentioned, the outputs of the inverters 139 and 183 appear as inputs to the V3 adding circuit 184. This means that in the event of the pressure drop in;
of the high pressure line it is necessary to move both overflow valves VZ and V3 in the closing direction and the inlet valves Vlu and Vlo in the opening direction in order to keep the pressures in the two lines at the desired values without the effect of the load.
In the event that the pressure drop only occurs in the low-pressure line, a voltage of the same magnitude, but with the opposite sign, passes from the reversing stage 183 to the Vl-adding circuit 122 and to the V2-adding circuit 150. In this last-mentioned situation, inlet valves V 1 and high pressure overflow - valve moved in opening direction and low pressure relief valve moved in closing direction.
As already mentioned, the economy mode is brought about by the economy potentiometers in the setting networks 136 and 182, which are coupled and can be operated from the outside using the setting button 142. In such an economy operation, d. H.
In the case of the slightest throttling losses, which result from the flow of the medium through the two valves V2 and V3 (normal coding operation), precautions have been taken to ensure that both valves V2 and V3 are adequately opened according to their construction, which opening ensures a negligible pressure drop due to the called valves.
It is important that an economy mode in the high pressure line also becomes an economy mode in the low pressure line.
The output of the V 1 adder 122 is fed via the line m-m in FIGS. 2 and 3 servomechanisms 76 and 77, the task of which is to control the input valves. Both servo mechanisms 76 and 77 function in the same manner, the servo mechanism 76 being identical to that described in patent supplement No. 415692.
The output of VI adding circuit 122 is fed to an input of an error adding circuit 155. The output of the error adder circuit 155 is fed to a direct current amplifier 156, which has a high gain in order to control the motor drive of a servo valve 158.
The servo valve 158 controls a hydraulic servo piston 160. By flow through the servo valve 158, the output current of the booster 156 is proportional. The servo piston 160 is selected to be so large that it can apply the adjusting force to control the plunger of the inlet valve 18 (FIG. 1).
The position of the servo piston 160 is converted into a corresponding voltage in a feedback transformer 162. The feedback transmitter 162 has a zero output when the servo piston 160 is in its closed position. This closed position means the complete closed position of a valve and the mechanical control means which are provided in the connection mechanism between the servo piston and valve.
As shown in FIGS. 2 and 3, the transmitter 162 is operated by an oscillator 164.
The alternating voltage output by the feedback transformer 162 is amplified and demodulated in the amplifier-demodulator stage 166. The demodulator contains a suitable filter and can consist of a rectifier or a phase detector, which converts the alternating current signal to my direct voltage, which corresponds exactly to the position of the servo slide 160.
The arrangement is such that the output of stage 166 is opposite in sign to the output of V1 adding circuit 122. The overall gain of the step 166 is also dimensioned such that the tension is equal to the complete adjustment path, that is, from the closed position to the open position, of the servo piston 160.
The rectified outputs of circuits 166 and 122 are now added in error adding circuit 155. An output of the adder 155 therefore means an error signal which causes the position of the input valve V 1 to be connected until the valve position corresponds exactly to the output voltage of the Vl adder 122 ent.
A control circuit such as the servomechanism 76 is provided to adjust the position of the valve, in this case the input valve Vlu, exactly to the value of the respective output voltage of the V 1 adding circuit 122, regardless of the opposing forces acting on the valve stem.
It is clear that these forces are considerable and of the order of magnitude of several <B> 1000 </B> kg. Furthermore, areas of strong negative force gradients can also occur. The servomechanism 76 with position feedback guarantees the exact valve setting regardless of the strength and non-linearity of the reaction forces.
The servomechanisms 78 and 80 in the high-pressure and in the low-pressure extraction line correspond essentially to the servomechanisms 76 and 77. Here, only the function of the servomechanism 78 is described, which corresponds to that described in the additional patent mentioned.
The servomechanism 78 includes an error adding circuit 167, at whose input the output of the V2 adding circuit 150 is applied via the line n-n and whose output is fed to a direct current amplifier 168. The output of the DC amplifier 168 feeds the drive coils of a servo valve 170. This controls the oil flow to the hydraulic servo piston 172, which is connected to the plunger of the overflow valve V2.
Here, as in the case of the inlet valve, the oil inflow is proportional to the output current of the booster 168. The piston 172 is dimensioned so that: It generates the force required to adjust the.
overflow valve V2 applies. Changes in the position of the servo piston 172 with respect to an initial position (preferably the closed position) and corresponding adjustments of the overflow valve V2 result in an output voltage of the feedback transmitter 174 that corresponds to the position of the overflow valve is proportional.
The output alternating voltage of the transformer 174, which is also fed by the oscillator 164, is amplified and demodulated in the stage 176 and then filtered in order to eliminate the alternating current component. The rectified output signal of the amplifier demodulator stage 176 then arrives at the other input of the error adding circuit 167.
The output of V3 adder 184 is fed to servomechanism 80 via line o-o. This mechanism works in the same way as servo mechanism 78.
This control device thus enables the valves to be set precisely and selectively, specifically in relation to the overall operating conditions of the turbine and also in relation to the movement of each individual valve.