Предохранительное сбросное устройство паровой турбины

 

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1268751 А1 у 4 F 01.D 21 14

S (11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

21

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛЯМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3919367/24-06 (22) 12 ° 05.85 (46) 07.11.86. Бюл. У 41 (71) Харьковский филиал Центральногс конструкторского бюро Главэнергоремонта (72) М.М. Волынский, В.M. Фишер и В.E. Дзеревяго (53) 621.165-783 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 761723, кл. F 01 D 21/14, 1978.

Авторское свидетельство СССР

В 922293, кл. F 01 В 21/14, 1980. (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ СБРОСНОЕ УСТРОЙСТВО ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ . (57) Изобретение относится к предохранительным устройствам и может быть использовано на тепловых элек21 трических станциях. Изобретение позволит повысить надежность срабатывания клапана (К) и его плотность путем повышения усилия, прижимающего чашку 16 к седлу 17 без увеличения превышения давления срабатывания над максимальным рабочим давлением за счет применения ломающегося рычага 39. Устройство содержит предохранительный К 14, нагрузочное устройство 23, включающее дифференциальный поршень (П) 25, ось которого перпендикулярна оси К.П 25 нагружен с одной стороны давлением пара, а с другой — давлением конденсата и имеет канал 28 для подачи охлаждающей воды в пароотводящую камеру 19. Посредством тяги 37 П 25 соединен с центральным шарниром 38 двустержневого ломающегося рычага 39. Стержень 40 этого рычага шарнирно соединен с чашкой 16, а стержень 42 — с опорой

44, выполненной в виде подпружиненной тарели 45 и расположенной в камере 13 охлаждающей воды. К камере

30 параллельно подключены регулиру1268751 емый дроссель 31 и импульсный К 32.

Электромагнит 48 этого К подключен к датчику давления пара в защищаемом объеме и имеет время отпускания, обеспечивающее прохождение прямого гидравлического удара в трубопроводе,подключенном к импульсному К 32 и камере

30. 1 з.п. ф-лы, i ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях для защиты паровых турбин от повышения давления в камерах отбора пара выше предельно допустимой величины, Целью изобретения является повышение надежности.

На чертеже представлена схема предохранительного сбросного устройства паровой турбины.

Турбина 1 с частью 2 высокого давления и частью 3 низкого давления (ЧВД и ЧНД) снабжена установленным на входе пара в турбину парозапорным клапаном 4. ЧНД 3 соединена с конденсатором 5 турбины 1, имеющим приемные патрубки 6 и конденсатоотводящее устройство 7. Последнее соединено с конденсатными насосами 8 (показан один насос), подключенными к коллектору 9, который через клапан 10 рециркуляции конденсата сообщен с конденсатоотводящим устройством 7 и трубопроводом 11 подвода конденсата с основной и дополнительной камерами 12 и 13 охлаждающей воды соответственно, расположен— ными в предохранительном клапане

14. В корпусе 15 предохранительного и клапана 14 размещена чашка 16, взаимодействующая с седлом 17, распо-, ложенным между пароподводящей 18 и пароотводящей 19 камерами. Пароподводящая камера 18 трубопроводом 20 соединена с трубопроводом 21 отвода пара из турбины 1 и с камерой 22 нагрузочного устройства 23, размещенного в камере 12 охлаждающей воды. Нагрузочное устройство 23 состоит из расположенного в гильзе 24

10 дифференциального поршня 25 с уплотнительными кольцами 26, расположен,ного перпендикулярно оси 27 предохранительного клапана 14. Внутри дифференциального поршня 25 выполнен канал 28, в котором установлена дроссельная шайба 29, подводящая охлаждающую воду к камере 30, образованной уступом поршня 25 и гильзой

24. Камера 30 через регулируемый дроссель 31 и импульсный клапан 32 соединена с пароотводящей камерой 19.

С пароотводящей камерой 19 дренажным трубопроводом 33 с дроссельной шайбой 34 соединена камера 35, выполненная в поршне 25 между уплотнительными кольцами 26. Поршень 25 шарниром 36 соединен с тягой 37,связанной с центральным шарниром 38 двухстержневого ломающегося рычага

39, состоящего из стержня 40, шарнира 41 и стержня 42. Стержень 40 соединен шарниром 41 с чашкой 16, 25 а стержень 42 — шарниром 43 с опорой

44, которая состоит из тарели 45, пружины 46 и уплотнительной поверхности 47 корпуса 15 предохранительного клапана 14. Тарель 45 расположена в камере 13 охлаждающей воды и прижата усилием пружины 46 к уплотнительной поверхности 47, отделяющей камеру 13 охлаждающей воды от пароотводящей камеры 19. Подключенный

35 к пароотводящей камере 19 импульсный клапан 32 связан с электромагнитом 48, подключенным линией 49 к датчику 50 давления пара в турбине (отборе турбины) 1., Длина (в м) трубопровода 11 подвода конденсата больше в 717,5 раза времени (в с) опускания электромагнита 48. Шток

51 чашки 16 расположен во втулке 52 °

Предохранительное сбросное устройство паровой турбины работает следующим образом.

При повышении давления пара в трубопроводах 20 и 21 и, соответствующем уставке срабатывания предохранительного сбросного устройства, датчик 50 давления пара подает сигнал на срабатывание электромагнита

48. При этом открывается импульсный клапан 32 и соединяет камеру 30 в гильзе 24 с пароотводящей камерой

19, что приводит к снижению давления воды в камере 30 и одновременно к подаче охлаждающей воды в пароотводящую камеру 19.

Под действием разности между увеличенным давлением пара в камере

22 и уменьшенным давлением воды в камере 30 дифференциальный поршень

25 перемещается в сторону оси 27 предохранительного клапана 14 (по чертежу — влево) и смещает влево центральный шарнир 38 двухстержневого ломающегося рычага 39. Передаваемое через центральный шарнир 38 и стержень 40 усилие вызывает перемещение вверх шарнира 41 и связанной с ним чашки 16. Этому перемещению помогает также возросшее в связи с увеличением давления в пароотводящей камере 19 усилие Р, направленное в сторону открытия чашки 16. В связи с малым начальным углом между осями стержней 40 и 42 и осью 27 предохранительного клапана 14 усилие Р действующее на отрыв чашки

16 от седла 17, значительно превышает усилие R передаваемое через тягу

37 от нагрузочного устройства 23.

Усилия P, P и К связаны соотношением

P =

+ Р1

tg с(Благодаря этому повышается надежность срабатывания предохранительного клапана 14 при относительно небольшом усилии, действующем со стороны нагрузочного устройства 23.При перемещении дифференциального поршня 25 на величину с открывается дополнительный подвод охлаждающей воды в пароотводящую камеру 19 и улучшается охлаждение пара, поступающего через пароотводящую камеру 19 в конденсатор 5 турбины 1, исключающее воэможность перегрева и наруше1268751 ние плотности конденсатора 5. При подаче воды из камеры 12 охлаждающей воды в пароотводящую камеру 19, давление воды в камере 12 дополнительно снижается (обусловлено увеличением гидравлических потерь в камере 12 и канале 28 при увеличении расхода воды), что дополнительно снижает нагружающее усилие воды, действующее на дифференциальный

10 поршень 25. Благодаря этому создается дополнительное перестановочное усилие на дифференциальном поршне

25, компенсирующее силы трения,появляющггеся при перемещении чашки 16, 15 от реакций 1 во втулке 52 чашки 16 предохранительного клапана 14 (появление реакций М при действии усилия от поршня 25 обусловлено горизонтальной составляющей усилия, 20 ки 16 на седло 17 угол между каждым из стержней 40 и 42 и вертикалью1 направленного вдоль отклоненного от вертикали стержня 40).

На величину указанного дополнительного перестановочного усилия

25 можно влиять при конструировании предохранительного клапана надлежащим выбором сопротивления водоподводящих каналов и трубопроводов.

Увеличением этого дополнительного усилия можно компенсировать некоторое уменьшение перестановочных усилий на чашке 16 и поршне 25, обусловленное увеличением давления в пароотводящей. камере 19, препятст35 вующего открытию чашки 16 и движению поршня 25. Тем самым обеспечивается дополнительное увеличение открытия чашки 16 и, следовательно, повышение пропускной способности пре40 дохранительного клапана 14.

При снижении давления пара в трубопроводе 21 (после устранения причин, вызвавших его черезмерное повышение) до величины меньшей, чем ус45 тав ка срабатывания импульсного клапана 32, датчик 50 давления подает сигнал на отключение электромагнита

48.Под действием механических усилий импульсный клапан 32 закрывается.При

50 этом давление воды в камере 30 повы.шается и под действием разности усилий, определяемых увеличением воды и уменьшенным давлением пара в камере 22, поршень 25 перемещается вправо, перемещая через тягу 37,шарнир 38 и стержень 40 чашки 16 в направлении закрытия. При посадке чаш5 12 становится наименьшим. Соответственно усилие, прижимающее чашку 16 к седлу. 17, становится наибольшим,,что способствует повышению плотности клапана 14, Для дополнительного увеличения плотности клапана 14 предусмотрено создание дополнительной силы прижатия чашки 16 к седлу 17 за счет динамического повышения давления в камере 30. Это динамическое повышение давления осуществляется гидравлическим ударом, возникающим в камере 30, Наибольшая интенсивность гидроудара соответствует одновременному закрытию импульсного клапана 32 и остановке поршня 25. Для экспериментальной регулировки интенсивности гидроудара можно воспользоваться регулируемым дросселем 31 и дроссельными шайбами 29 и 34.

В предохранительном сбросном устройстве селективное срабатывание обеспечивается следующим образом.

При отказе импульсного клапана 32

$или линии 49 (каналов) управления электромагнитом 48) давление пара продолжает повышаться. При до тижении второго предела (первый предел соответствовал давлению настройки датчика 50 давления и, соответственно, подаче сигнала на срабатывание электромагнита 48), давление пара в пароподводящей камере 18 и камере

22 увеличивается на величину, достаточную для преодоления усилиями, действующими на поршень 25 со стороны чашки 16 и со стороны давления пара 22 на его торцовую площадь, противодействующих усилий от давления воды в камере 30, действующих на площадь противолежащей кольцевой площадки поршня 25.Поршень 25 перемещается влево, обеспечивая, аналогично описанному, открытие чашки 16, подачу охлаждающей воды из камеры

30 в пароотводящую камеру 19 и дополнительное открытие чашки 16., Посадка чашки 16 на седло 17 после устранения причин, вызвавших повышение давления пара, осуществляется, как и в описанном случае,, с увеличенным статическим усилием прижатия чашки 16 к седлу 17.

Таким образом, даже в случае отказа в срабатывании импульсного клапана 32 турбина 1 не остается беэ защиты, хотя и происходит несколько больший заброс давления пара, чем

68751 а в перв ом случае, ко гда импуль с ный клапан 32 срабатывает. учитывая, что прочность элементов турбины 1 (ЧНД 3, трубопровода

21 и других) обеспечивается с неко-. торым запасом, можно в пределах этого запаса выбрать величину второго предела давления не превышающей давления, соответствующего пределу

10 текучести наиболее слабого элемента установки.

Следовательно, даже в случае отказа в срабатывании импульсного клапана 32 вероятность разрушения турбины 1 благодаря селективному срабатыванию уменьшается .

В случае отказа в срабатывании поршня 25 давление пара возрастает до третьего предела, когда усилие, 20 действующее от давления пара на чашку 16, преодолевает усилие от действия предварительно сжатой пружины

46 и давления воды в камере 13 охлаждающей воды. В этом случае про75 исходит срабатывание клапана 14, как предохранительного клапана прямого действия. Чашка 15 перемещается вверх вместе со стержнями 40 и 42 и тарелью 45. Тяга 37 при этом повора.30 чивается вокруг шарнира 36, не препятствуя перемещению вверх чашки 16 со стержнями 40 и 42.

По мере подъема чашки 16 и стержней 40 и 42 пружина 46 дополнительно сжимается, препятствуя дальнейшему открытию чашки 16. При этом создается дополнительное реактивное усилие, направленное на открытие чашки 16 и компенсирующее увеличе40 ние усилия пружины 46.

Третий предел давления можно выбрать несколько большим, чем второй, но не превышающим давление, соответствующее пределу текучести наи45 более слабого элемента установки.

При открытии тарели 45 из камеры

13 охлаждающая вода поступает в пароотводящую камеру 19, при этом давление воды в камере 13 несколько уменьшается, что способствует дополнительному подъему чашки 16.

Формула изобретения

1. Предохранительное сбросное устройство паровой турбины, содержащее клапан, связанный с нагрузочным устройством и имеющий чашку, взаи- .

751

2I ( гь — время опускания электромагнита, с; — длина трубопровода конденсата, м; — скорость звука в воде, м/с. где

Составитель В. Гуторов

Техред И.Попович Корректор М. Пожо

Редактор Н. Марголина

Заказ 6008/32

Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

1268 модействующую с седлом, расположенным между пароподводящей и пароот водящей камерами, подключенными соответственно к трубопроводу отбора пара, снабженному датчиком давления. пара, и приемному патрубку конденсатора турбины, камеру охлаждающей воды, соединенную трубопроводом под-, .вода конденсата с напорным коллектором конденсатного насоса, о т л и- 1р ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, предохранительное сбросное устройство снабжено регулируемым дросселем и дополнительной камерой охлаждающей воды, а 1 нагрузочное устройство выполнено в виде подключенного к камере охлаждающей воды дифференциального поршня с уплотнительными кольцами, расположенного перпендикулярно оси клапана 20 в гильзе, имеющей отверстия, соединяющие одну из двух, образованных поршнем и гильзой полостей с трубопроводом, подключенным через регулируемый дроссель к пароотводящей ка- 25 мере, а другую полость — с пароподводящей камерой, и соединенного посредством тяги с центральным шарниром двустержневого ломающегося рычага, один стержень которого шарнирно соединен с чашкой, а другой — с подпружинной опорой, выполненной в виде тарели,установленной в дополнительной камере охлаждающей воды, подключенной к трубопроводу подвода конденсата.

2. Устройство по и. 1, о т л:.ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено подключенным параллельно регулируемому дросселю электромагнитным импульсным клапаном, электромагнит которого подключен к датчику давления пара в отборе,при этом время опускания электромагнита связано с длиной трубопровода конденсата неравенством

Предохранительное сбросное устройство паровой турбины Предохранительное сбросное устройство паровой турбины Предохранительное сбросное устройство паровой турбины Предохранительное сбросное устройство паровой турбины Предохранительное сбросное устройство паровой турбины 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к проблемам эксплуатации паротурбинных установок электростанций и может быть использовано для защиты машинного зала электростанции при возникновении пожара, связанного с аварийным возгоранием использующихся в технологическом процессе горючих веществ

Изобретение относится к способам технической диагностики автоматических систем регулирования (АСР) паровых турбин (ПТ) и позволяет повысить надежность, безопастность и эффективность турбоагрегата путем обеспечения оперативного определения работоспособности АСР ПТ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для защиты турбин с регулируемым отбором пара от недопустимого повышения давления в камере отбора

Изобретение относится к энергомашиностроению, может быть использовано в системах регулирования паровых турбин и позволяет повысить быстродействие сервомотора при импульсных разгружениях турбины в фазе восстановления исходной мощности

Изобретение относится к турбостроению и м.б

Способ замедления ротора (12) турбины турбинного двигателя (1), в котором, по меньшей мере, один электрический генератор (30) соединен с ротором (12) турбины. Тормозная система (40) соединена с, по меньшей мере, одним электрическим генератором (30) так, чтобы использовать, по меньшей мере, один электрический генератор (30) для приложения тормозящего крутящего момента к ротору (12) турбины. После погасания пламени тормозную систему (40) используют для рассеивания кинетической энергии, имеющейся в турбинном двигателе (1) после погасания пламени, посредством, по меньшей мере, одного электрического генератора (30). Причем тормозящий крутящий момент, прикладываемый к ротору (12) турбины, изменяют во время замедления ротора (12) турбины в зависимости от скорости вращения ротора (12) турбины. Изобретение, таким образом, может существенно сократить процесс останова турбинного двигателя после погасания пламени, так как оно заставляет ротор турбины замедляться быстрее. Более того, оно снижает вибрационную нагрузку на турбинный двигатель или элементы, соединенные с турбинным двигателем. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх