Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины

 

(19) (11) союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 01 0 17/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

@1

ОП ИСАН И Е И-ЗОБ РЕТЕ Н И Я

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4604104/06 (22) 09.11.88 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Производственное обьединение "Калужский турбинный завод" (72) В.В.Благовещенский, B.È.Кирюхин и

B.È.Êpþê0â (53) 621.165-546(088,8) (56) Кирюхин В.И. и др. Паровые турбины малой мощности КТЗ. M.: Энергоатомиздат. (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (57) Изобретение позволяет повысить экономичность турбины путем понижения напора и мощноcòè насоса-регулятора 4 и временного увеличения давления силового масла, Напорные линии насоса-регулятора

4 и пускового масляного насоса 5 обьединены посредством невозвратных клапанов 7, 1744275

20

8 и 9, 10. Из их общих точек масло поступает в первый канал 11 и линию 14, Линия 14 используется для подачи масла в сервомотор 3. В отсечном золотнике 2 выполнен дополнительный поясок 29, который со смежным пояском 30 образует дополнительную межпоясковую камеру 31 со сливным окном 35 и напорным окном 36, подключенным к первому каналу 11, Система снабжена гидравлическим усилителем 6 с дифференциальным поршнем 47. Малая торцовая камера 49 усилителя подключена к линии 14, большая камера 48- к дополнительной межfloAcKoBoA камере 31. Окно 46 обратной связи сервомотора 3 не работает, пока клапан

41 не оторвется от седла 43. Давление масла в импульсной линии 13 при отрыве клапана

41 понижается, золотник 2 перекрывает

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для регулирования паровых турбин. ! ель изобретения — повышение экономи ности путем снижения напора и мощно- сти насоса-регулятора.

На черте>ке изображена схема системы регулирования.

Система регулирования содержит трансформатор 1 давления, отсечной золотник 2, сервомотор 3, насос-регулятор 4, пусковой масляный насос 5 и гидравлический усилитель б. Напорные линии насоса регулятора 4 и пускового масляного насоса 5 объединены при помощи двух пар невозвратных клапанов 7 и 8, 9 и 10; К общей точке первой пары клапанов 7 и 8 подключен первый канал 1 „к которому через дроссельную диаграмму 12 подключена импульсная линия 13. Общая точка второй пары клапанов 9 и 10 сообщена с линией.14 подвода.

Трансформатор 1 давления имеет золотник

15, нижнюю 16 и верхнюю 17 торцовые камеры, промежуточную камеру 18, пружины

19 и 20, узел 21 для изменения натяжения пружины 20 и регулирующее окно 22. Нижняя торцовая камера 16 подключена к на. порной линии насоса-регулятора 4, верхняя торцовая камеры 17 — к сливной линии 23, являющейся также линией всасывания насоса-регулятора 4, Окно 22 подключено к импульсной линии 13.

Отсечной золотник 2 имеет пояски, образующие обычнйе межпоясковые камеры: напорную 24, сливную верхнюю 25 и сливную нижнюю 26, Напорная межпоясковая камера 24 имеет окна 27 и 28, Кроме того, на золотнике 2 выполнен дополнительный сливное окно 35 и открывает напорное окно

36 и сообщает большую торцовую камеру

48 с первым каналом 11, поршень 47 начинает перемещаться и вытеснять масло из камеры 49, Давление масла в линии 14 повышается, и сервомотор 3 отрывает регулирующий клапан 42 от седла 43 парораспределения турбины, после чего паровые усилия уменьшаются. Поршень 38 перемещается, и окно 46 обратной связи сервомотора 3 восстанавливает давление в импульсной линии 13, золотник 2 возвращается в среднее положение. В результате большая камера 48 вновь сообщается со сливной линией, а малая камера 49 заполняется силовым маслом из линии 14, которое перемещает поршень 47 в исходное состояние. 1 ил. поясок 29. Вместе с пояском 30 он образует дополнительную межпоясковую камеру 31.

Отсечной золотник 2 имее нижнюю торцовую камеру 32 и верхнюю торцовую камеру

33, в которой размещена пружина 34. Нижняя торцовая камера 32 сообщена с импульсной линией 13, верхняя камера 33 — со сливной линией 23. К сливной линии 23 подключены также сливные межпоясковые камеры 25 и 26. Отсечной золотник 2 имеет окна 35 и 36, сообщенные соответственно со сливной линией 23 и с первым каналом

11, Дополнительная межпоясковая камера

31 соединена с перепускным каналом 37, линия 14 подвода подведена к напорной межпоясковой камере 24 отсечного золотника 2, Сервомотор 3 имеет поршень 38 с рабочими полостями 39 и 40, попарно сообщенными перепускными каналами с окнами 27 и 28 отсечного золотника. Поршень 38 соединен штоком с регулирующим клапаном 41 парораспределения турбины, в паровой коробке 42 которого установлено седло 43.

Свежий пар по линии 44 подведен в паровую коробку 42, Поршень 38 имеет цилиндрический отросток 45, частично перекрывающий окно 46 обратной связи сервомотора.

Усилитель б имеет дифференциальный поршень 47, который образует в усилителе

6 большую торцовую камеру 48, малую торцовук> камеру 49 и дифференциальную камеру 50. Большая торцовая камера 48 подключена к перепускному каналу 37,малая торцовая камера 49 — к линии 14 подвода, а камера 50 сообщена со сливной линией

23.

1744275

На чертеже все элементы системы регулирования изображены в положении, соответствующем одному из установившихся режимов работы турбины, при котором обеспечивается энергетический баланс rio нагрузке турбины и количеству подаваемого в нем пара и материальный баланс масла, поступающего в импульсную линию 13 и сливающегося из нее в сливную линию 23, Золотник 15 трансформатора 1 давления и отсечной золотник 2 находятся в равновесии, причем золотник 2 находится в среднем помещении, при котором окна 27 и 28 перекрыты его поясками. Большая торцовая камера 48 усилителя 6 по каналу 37 и через дополнительную межпоясковую камеру 31 и окно 35 сообщена со сливной линией 23.

Малая торцовая камера 40 усилителя 6 находится под давлением напора насоса-регулятора 4, поскольку она сообщена по линии

14 с напорной линией насоса-регулятора через невозвратный клапан 9. Дифференциальный поршень 47 усилителя 6 находится в крайнем правом по чертежу положении (исходное состоя и ие ус ил и тел я)

В переходном режиме при изменении нагрузки процесс регулирования протекает следующим образом, При сбросе нагрузки частота вращения турбины возрастает, увеличивается напор насоса регулятора 4 и золотник 15, сжимая пружину 20, перемещается вверх на некоторую величину и прикрывает окно 22. Слив масла из импульсной линии 13 через окно

22 камеры 18 в сливную линию 23 уменьшается, и давление масла в импульсной линии

13 повышается. Под действием давления масла в нижней торцовой камере 32 золотник 2 перемещается относительно своего среднего положения вверх и сообщает нижнюю полость 40 сервомотора через окна 28 с напорной межпоясковой камерой 24 и верхнюю полость 39 сервомотора через окно 27 с нижней сливной межпоясковой камерой

26, Под действием перепада давлений масла поршень 38 начинает перемещаться вверх, прикрывая регулирующий клапан 41 и уменьшая подачу пара из паровой коробки

42 в турбину. При этом цилиндрический отросток 45 поршня 38 сервомотора увеличивает открытие окна 46 обратной связи сервомотора и давление масла в импульсной линии 13 понижается. Золотник 2 вначале останавливается, а затем перемещается вниз. При достижении расчетного давления масла отсечной золотник занимает свое среднее положение и перекрывает поясками окна 27 и 28, отсекая полости 39 и 40 сервомотора от напорной и сливных межпоясковых камер 24, 25 и 26 отсечного

10

25

40

50 золотника. Наступает новый режим установившейся работы турбины, элементы системы регулирования занимают положение, изображенное на чертеже.

В этом положении в турбину поступает пар в количестве, соответствующем ее новой нагрузке. При этом устанавливается новая, несколько повышенная, частота вращения насоса-оегулятора 4 (в меру неравномерности регулирования и величины изменения нагрузки).

При увеличении нагрузки переходный процесс происходит аналогично, но в дру-. гом направлении: частота вращения и напор

5 насоса регулятора 4 понижаются, золотник

15 и 2 под действием пружин 20 и 34 перемещаются на некоторую величину вниз и полости 39 и 40 через окна 27 и 28 и через .межпоясковые камеры 24 и 25 сообщаются соответственно с напором насоса-регулятора 4 и со сливной линией 23, Поршень 38 начнет перемещаться вниз, увеличивая пропуск пара из паровой коробки 42 в турбину и ее мощность в меру возрастания нагрузки.

При этом отросток 45 прикрывает окно 46 обратной связи сервомотора 3 и давление в импульсной линии 13 повышается. В итоге золотник 24 возвращается в свое среднее положение. Наступает новый равновесный режим, При рассмотрении процесса регулирования при набросе нагрузки турбины предполагалось, что золотник 2 смещался вниз на небольшую величину, при которой окно

5 35 прикрывалось смежным пояском 30 лишь частично, а окно 36 оставалось перекрытым дополнительным пояском 29. Обычно, когда перестановочная сила сервомотора достаточна для преодоления паровых усилий, действующих на регулирующий клапан, процесс. так и протекает и большая торцовая камера 48 усилителя остается соединенной со сливной линией 23, и следовательно, усилитель 6 занимает исходное положение.

5 Если в процессе регулирования регулируюший клапан 41 садится на седло 43, то перестановочная сила сервомотора 3 может оказаться недостаточной для отрыва регулирующего клапана от седла, В результате посадки регулирующего клапан 41 на седло 43 пар из паровой коробки 42 парораспределения перестает поступать в турбину и частота ее вращения начинает понижаться, Золотник 15 переме5 щается вниз, открывает окно 22 и понижает давление масла в импульсной линии 13, которое не восстанавливается за счет прикрытия слива масла через окно 46, обратной связи сервомотора, поскольку перестановочная сила сервомотора не достаточна для

1744275

2. >

50 отрыва регулирующего клапана от седла и поршнь 38 сервомотора не перемещается.

В результате более глубокого падения давления масла в импульсной линии 13, чем зто имеет место, когда обратная связь сервомотора работает и снимает сигнал трансформатора давления, золотник 2 под действием пружины 34 перемещается на большую величину, перекрывает смежным пояском 30 окна 35. Дополнительный поясок 29 при этом открывает окно 36 и сообщает большую торцовую камеру 48 по перепускному каналу 37 через дополнительную межпоясковую камеру 31 с первым каналом 11, Следовательно, напорное масло от насоса-регулятора через невозвратный клапан "поступ,ает в большую,торцову о камеру 48 и дифференциальный поршень 47 под действием избыточной силы давления масла начинает перемещаться из исходного положения влево, вытесняя масло из малой торцовой камеры 49 в линию 14 подвода, давление в которой начинает повышаться, так как невозвратные клапаны 19 и 10 закрываются и предотвращают выдавливание масга из линии 14 на выход пускового маслянс га насоса 5 и насоса-регулятора. Если, например, отношение площадей торцов дифференциального поршня 47 принять равным двум, то потенциально давление масла линии 14 может повыситься в два раза по сравнению с давлением масла в камере 48, т.е, по сравнени а с давлением нагнетания насоса-оегулятора 4. 3тога должно быть достаточно для отрыва регулирующего клапана 42 ог седла 43. После отрыва регулирующего клапана необходимости в работе усилителя 6 íет, однако поршень 47 продолжает свое движение влево оТ исходного положения до тех пор, пока частота вращения насоса регулятора 4 и обратная связь сервамотора не переместят золотник

2 вверх и он не перекроет окно 36 допалнительным пояскам 29 и смежным пояском 30 не откроет окна 35. Начиная с этого момента, большая торцава . камера 48 усилителя сообщается со сливной линией и дифференциальный поршень 47 под действием силы давления масла в малой торцовой камере 49 начинаетдвигаться вправо в исходное положение, При пуске система регулирования работает следующим образом.

Узлом 21 расслабляют пружину 20 так, чтобы золотник 15 под действием пружины

19 переместился верх и перекрыл окно 22.

Включают в рафату пусковой масляный нвсос 5, и силовое масло через невозвратные клапаны 8 и 10 поступает в первый канал 11 и из него через диафрагму 12 в импульсную линию 13 и к окну 35, в линию 14 и из нее в малую камеру 49 усилителя 6 и в напорную межпоясковую камеру 24 отсечного золотника 2. При закрытом окне 22 давление масла в импульсной линии 13 повышается, золотник 2 всплывает выше среднего положения и поршень 38 сервомотора 3 перемещается вверх до посадки клапана 41 на седло 43, Окно 46 обратной связи сервомотора о-крыто на максимальну о величину, однако давленис масла в импульсной линии

13 осгается при этом несколько ",ûøå номинального значения и золотник 2 остается смещенным от среднего положения вверх, Большая торцовая камера 48 усилителя 6 сообщена со сливной линией 23 и дифференциальный поршень 47 занимает свое крайнее правое (исходное) поло>кение.

Подают пар в парову о коробку 42 и начиная>т узлом 21 поджима.гь пружину 20.

Золотник 15 перемещается вниз и приоткрывает окно 22, Происходит понижение давления масла в импульсной линии 13 и перемещение зола ника 2 вниз от среднего положения. Напорное масло с выхода пускового масляного насоса 5 поступает в верхнюю полость 39 сервомотара 3, однако поршень 38 не может создать перестановочную силу, достаточную для отрыва регулирующего клапана 41 ат седла 43 г1арораспоеделения турбины, При дальнейшем увеличении натя>кения пружины 20 зопотник 15 увеличивает открытие окна 22, давление масла в импульсной линии 13 падает и золотник 2 перемещается вни3 настолько, что перекрывает окно 35 1л открывает окно 36, v. напорное масло из перв;,ro канала 11 поступает в большу,о торцовую камеру 47 усилителя. Дифференциальный поршень 47 начинает движение вправо, и регулирующий клапан 47 отрывается от седла.

В дальнейшем пуск происходит без помощи усилителя 6, занимающего исходное положение, при этом малому открытию окна

22 соответствует небольшое отклонение золотника 2 вниз (без закрытия окна 35 и открытия окна 36) и восстановление давления масла в импульсной линии 13 обратной связыа сервомотора. Аналоглчно без участия усилителя 6 может быть осуществлен пуск турбины на понлженных (пусковых) параметрах пера, при которых паровые усилия

iiF клапаH 41 пониженные и сервомотор имеет перестановочную силу, достаточную для отрыва клапана от седла, Формула изобретения

Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины, содержащая трансформатор давления, подключенный к

1744275

Составитель А.Калашников

Техред М.Моргентал Корректор Н,Ревская

Редактор А.Огар

Заказ 2177 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб„4/5 с

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 напорной линии насоса-регулятора и соеди. ненный импульсной линией с окном обратной связи сервоматора и с отсечным золотником, снабженным поясками, образующими межпоясковые камеры. пусковой 5 насос, напорная линия которого соединена с напорной линией насоса-регулятора через первую пару невозвратных клапанов. к которым подключена импульсная линия, и через вторую пару невозвратных клапанов, к 10 которым подключена линия подвода напорной межпоясковой камеры, сливную линию и гидравлический усилитель с торцовыми камерами, отличающаяся тем, по, с

15 целью повышения экономичности путем снижения напора и мощности насоса-регулятора, гидравлический усилитель снабжен дифференциальным поршнем с образованием дифференциальной камеры, а отсечной золотник снабжен дополнительным пояском с образованием дополнительной межпоясковой камеры, причем эта камера соединена с одной торцовой камерой гидравлического усилителя, другая торцовая камера которого соединена с линией подвода напорной межпоясковой камеры. а дифференциальная камера усилителя соединена са сливной линией,

Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в средствах управления паровыми турбинами при подаче защитных сигналов

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации управления турбоприводом

Изобретение относится к турбостроению, может быть использовано при автоматизации турбин и является усовершенствованием изобретения по авт.св

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить надежность работы турбомашины

Изобретение относится к машинам и двигателям необъемного вытеснения и позволяет повысить надежность привода

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах автоматического регулирования частоты вращения роторов паротурбинных установок

Изобретение относится к серводвигателю для перемещения штанги вдоль оси с гидравлическим исполнительным органом (Actuator) и конструктивно объединенным с ним пусковым механизмом, который выполнен с возможностью нагружения гидравлической текучей средой и подключен через гидравлическую текучую среду к исполнительному органу, причем: а) исполнительный орган содержит цилиндр, в котором установлен с возможностью скольжения и уплотнения соединенный с силовым замыканием со штангой поршень, и соединенную с силовым замыканием со штангой и противодействующую исполнительному органу пружину сжатия, причем штанга является выдвигаемой за счет пружины сжатия из цилиндра и втягиваемой в цилиндр за счет нагружения исполнительного органа гидравлической текучей средой, b) пусковой механизм имеет нагружаемую гидравлической текучей средой область притока, область давления, к которой подключен исполнительный орган, диафрагму, через которую область притока соединена с областью давления, область оттока, из которой гидравлическая текучая среда может отводиться без давления, а также переключательный элемент, который соединяет область давления с областью оттока, если появляется положительный перепад давления от области давления к области притока, а в остальное время закрывает область оттока

Изобретение относится к области паровпуска паровых турбин, преимущественно для турбин, работающих на низкопотенциальном геотермальном паре с относительно большими объемными расходами пара и содержащими большое количество растворимых и нерастворимых солей

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при производстве, реконструкции и эксплуатации систем регулирования паровых турбин

Изобретение относится к области турбостроения, в частности к сервомотору блока регулирующих клапанов паровой турбины, имеющей последовательность открытия клапанов - верхнего клапана за нижним и преимущественно высокие параметрами пара

Изобретение относится к системам электрогидравлического привода лопаток направляющего аппарата, лопастей рабочего колеса и других регулирующих поток рабочей жидкости органов гидравлических турбин любого типа

Изобретение относится к области регулирования паровых турбин

Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины, пуск турбины

Наверх