Система регулирования паровой турбины

 

Использование: автоматическое регулирование частоты вращения ротора паровых турбин. Сущность изобретения: система снабжена электрическим датчиком 12 и задатчиком 13 частоты вращения ротора турбины и сумматором 14. соединенным с электродвигателем трансформатора 1 давления . Трансформатор 1 имеет муфту 22 с расточкой 23 и заплечиком 24. Золотник трансформатора 1 снабжен упорным диском 21, заведенным в расточку 23 муфты 22 за ее заплечик 24. Пружина трансформатора 1 давления установлена в расточке 23 муфты 22. 1 ил.

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ « - нии- „., %И Р q q.ã, К ПАТЕНТУ

76

О

О

О (21) 4936148/06 (22) 12.05.91 (46) 07.09.93. Б1ол. М 33-36

{71) Производственное объединение "Калужский турбинный завод" (72) Благовещенский В.В., Кургузников

В.И., Семенов Ю.М. (73) Государственное предприятие "Калужский турбинный завод" (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (57) Использование: автоматическое регулирование частоты вращения ротора паровых

7У турбин. Сущность изобретения: система снабжена электрическим датчиком 12 и задатчиком 13 частоты вращения ротора турбины и сумматором 14 ° соединенным с электродвигателем трансформатора 1 давления. Трансформатор 1 имеет муфту 22 с расточкой 23 и заплечиком 24. Золотник трансформатора 1 снабжен упорным диском 21. заведенным в расточку 23 муфты 22 за ее заплечик 24. Пружина трансформатора

1 давления установлена в расточке 23 муфты 22, 1 ил.

2000446

Изобретение относится к области автоматического регулирования частоты вращения ротора паровых турбин.

Известна система регулирования паровой турбины (см., например, Паровые турбины малой мощности КТЗ. / Под ред.

В.И.Кирюхина. — М.: Энергоатомиэдат,.

1987, рис. 5.1), содержащая трансформатор давления с золотником, пружиной и задатчиком, а также отсечной золотник и сервомотор, подключенные на напор насоса-регулятора.

Недостаток системы заключается в малом диапазоне рабочих частот вращения ротора турбины.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению (прототипом) является система регулирования турбины (см. например, авт, св. СССР Q 377741, кл. G 005 5 0 D 1133//4400, 1973). содержащая трансформатор давления с золотником, пружиной и задатчиком, а также главный сервомотор с отсечным золотником и корректор частоты, В состав задатчика трансформатора давления входят реверсивный электродвигатель с регулировочным винтом, посредством которого осуществляется изменение натяжения пружины трансформатора давления. Золотник трансформатора и отсечной золотник подключены на напор насоса-регулятора. используемого в качестве датчика частоты вращения ротора турбины.

Недостаток известной системы регулирования заключается в том, что в зоне пониженных частот вращения ротора турбины она не обеспечивает надлежащего качества процесса регулирования. По этой причине эона возможной работы турбины на пониженных частотах вращения ограничивается снизу, становится относительно узкой и во многих случаях не обеспечивает необходимые эксплуатационные режимы работы турбины, Недостатки прототипа объясняется тем, что в качестве датчика частоты вращения ротора турбины применен насос-регулятор, который в зоне нормальных частот вращения турбины обеспечивает высокое быстродействие системы, большие перестановочные силы и регулирующие импульсы.

В зоне пониженных частот вращения турбины указанные характеристики резко ухудшаются. Особенно это касается напора насоса-регулятора, который уменьшается пропорционально квадрату относительной частоты вращения турбины и, следовательно, перестановочных сил и регулирующуего импульса, Силы трения на золотниках и в элементах системы регулирования при этом

10

20 снижаются сравнительно мало, что и предопределяет отмеченное выше ухудшение качества процесса регулирования в зоне пониженной частоты вращения турбины.

Цель изобретения — улучшение качества и расширение диапазона регулирования.

Цель достигается тем, что система регулирования паровой турбины, содержащая насос-регулятор и подключенные на напор насоса-регулятора сервомотор с отсечным золотником и трансформатор давления с подпружиненным золотником и электродвигателем с регулировочным винтом, снабжена электрическими датчиком и задатчиком частоты вращения ротора турбины и сумматором их сигналов. Трансформатор давления снабжен муфтой с расточкой и эаплечиком, кинематически соединенной с регулировочным винтом и взаимодействующей с золотником трансформатора давления. Для этого на эолатнике трансформатора давления выполнен упорный диск, Он заведен в расточку муфты за ее заплечик. Пружина трансфор25 матора давления установлена в расточке муфты между торцом расточки муфты и торцом упорного диска. При этом пружина принимает упорный диск золотника к эаплечику муфты. Результирующий электрический сигнал сумматора подведен на электродвигатель трансформатора давления, Сравнение заявляемого технического решения с прототипом и с другими известными техническими решениями не выявило в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена схема предла40 гаемой системы регулирования паровой турбины, Система регулирования паровой турбины содержит трансформатор 1 давления, отсечной золотник 2, сервомотор 3, 45 подключенные на перепад давлений масла в линии 4 высокого давления и в линии 5 низкого давления насоса-регулятора 6 турбины (на чертеже не изображена), т,е. на напор насоса-регулятора 6. Поршень 7 сер50 вомотора 4 рычажной передачей 8 соединен с паровым клапаном 9 парораспределения

10, управляющим подачей пара 11 в турбину. Система содержит также электрические датчик 12 и эадатчик 13 частоты вращения

55 турбины, сумматор 14 сигналов 15 и 16 задатчика 13 и датчика 12, а также насос 17 и невозвратные клапаны 18 и 19.

Трансформатор 1 давления содержит золотник 20 с упорным диском 21, муфту 22 с расточкой 23 и эаплечиком 24. Пружина 25

2000446

55 турбины. размещена в расточке 23 и опирается на торец расточки 23 муфты 22 и упорного диска 21 золотника 20. Регулировочный винт

26 соединен сферическим подплтником 27с муфтой 22 и через редуктор 28 с валом электродвигателя 29, Отсечной золотник 2 содержит золотник 30, поршеньки которого образуют межпоясковые полости 31, 32, 33 и торцовые камеры 34, 35, и пружину 36.

Масло высокого давления через невозвратный клапан 18 подведено в линию 37 силового масла и из нее в межполсковую полость 31 отсечного золотника 2 и через дроссельную диафрагму 38 в импульсную линию 39. Импульсная линил 39 сообщена с торцовой камерой 34. Слив масла из импульсной линии 39 осуществляется в линию

5 масла низкого давления через щель 40 обратной связи поршня 7 и камеру 41 сервомотора 3 и через регулиру ощее окно 42 и межпоясковую камеру 43 трансформатора 1 давления. Масло высокого давления подведено также в торцовую камеру 44 трансформатора давления.

Верхняя 45 и нижнял 46 рабочие полости сервомотора 3 каналами 47 и 48 через окна 49 и 50 соединены с межполсксвыми полостями 31, 32, 33 или "отсечены" о1 ник поршеньками золотника 30. Линия 51 через невозвратный клапан 9 соединяет насос 17 с линией 37 силового масла.

Результиру ощий сигнал 52 сумматора

14 подведен на вход электронного блока 17 и из него после соответствующих преобразований и усилений подводится на вход электродвигателя 29 в виде управллющего сигнала 53.

Система регулирования работает следующим образом.

На номинальной частоте вращения ротора турбины перепад давлений о линиях 4 и 5 насоса-регулятора 6 такой, что золотник

20 трансформатора 1 давленил сжимает пружину 25 так, что упорный диск 21 золотника 20 не соприкасаетсл с заплечиком 24 муфты 22, При этом регулирующее окно 42 трансформатора давления и щель 40 обратной связи сервомотора 3 открыты на такую величину, что перепад давлений в импульсной линии 39 и в камере 35 уравновешивает золотник 30 в "среднем" положении, при котором рабочие окна 49, 50 отсечного золотника 2 перекрыты поршеньками золотника 30 и, следовательно, рабочие полости

45. 46 сервомотора 3 "отсечены" от межпосковых полостей 31, 32, 33 отсечного золотника 2. Поршень 7 сервомотора 3 при этом занимает положение, при котором регулирующий паровой кпэпан 9 парораспредепе5

50 ния 10 турбины открыт настолько, что через него свежий пар 11 поступает в турбину в количестве. достаточном для поддержания установившегося режима ее работы, Сигналы 15, 16 задатчика 13 и датчика 12 при этом равны между собой, результирующий сигнал 52 сумматора 14 и управляющий сигнал

53 блока 17 равны нулю и электродвигатель

29 находится в выключенном состоянии.

Изменение режима работы турбины приводит к соответствующему изменению положения элементов системы регулирования. Например. при снятии чясти элек грической нагрузки турбины происходит увеличение частоты вращения ротора турбины и увеличение напора насоса-регулятора 6. Золотник 20 перемещается на некоторую величину вверх, прикрывает слив масла из импульсной линии 39 через окно 42 и межпоясковую полость 43 в линию 5 масла. Давление в линии 39 увеличиваетсл, золотник 30 отклоняется от

"среднего" положения вверх (по чертежу).

При этом полость 46 сервомоторп 3 через канал 48 и межпоясковую полость 31 сообщена с линией 37 силового масла, а полость

45 <врез канал 47 и межполсковую полость

33 — с линией 5 масла низкого давления, Под действием перепада давлений масла насоса-регулятора 6 поршень 7 сервомотора 3 перемещае"ся вверх, прикрывает клапан 9 и уменьшает подвод пара 11 в турбину. Процесс продолжается до тех пор, пока щель 40 обратной связи сервомотора 3 не компенсирует прикрытие регулирующего окна 42.

При полной компенсации давление в импульсной линии 39 восстанавливается и золотник 30 занимает "среднее" положение и

"отсекает" рабочие полости 45, 46 поршня 7 сервомотора 3 от линии 37 силового масла и от линии 5 масла низкого давления. Устанавливается новый равновесный режим работы турбины при несколько большей частоте вращения ее ротора. Сигнал 16 датчика 12 частоты вращения ротора турбины при этом увеличивается и превышает сигнал

15 задатчика 13, Результирующий сигнал 52 и управляющий сигнал 53 включают электродвигатель 29 в направление, при котором регупироаочный винт 26 поднимается и геремещает муфту 22 и золотник 20 с пружиной 25 вверх. Происходит дополнительное небольшое смещение поршня 7 сервомотора 3 в сторону прикрытия регулирующего клапана 9. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет обеспечено равенство сигналов 15 и 16. Управляющий сигнал 53 становится равным нулю и наступает окончательный установившийся режим работы

20004 t16

Аналсгична СиетЕма рабОтавт 11 при уоЕличвнии электрической нагрузки турбины, однако действие системы регулирования происходит в другом направлении: частота вращения ротора понижается, золотник 20 смещается вниз, слив через окно 42 уоеличиваетсл, давление в импульсной линии 39 понижается. золотник 30 смещается вниз и поршень 7 перемещается вниз, уоеличиоая пропуск пара 11 в турбину, Сигнал 16 становится меньше сигнала 15 и управляющий сигнал 53 воздействует на электродвигатель

29 в сторону дополнительного перемещения золотника 20 вниз на величину, обеспечивающую установление нового статического режима работы турбины при увеличенной нагрузке турбины и при <астоте вращения ротора турбины, раоной t<3cToте. заданной эадатчиком 13, При работе турбины в зоне номинальных частот вращения ее ротора насос 17 отключен и снабжение линии 37 силооого масла и, следовательно. импульсной линии

39 через дроссельную диафрагму 38 осуществляется маслом от насоса-регулятора 6червэ 1<евоэвратный клапан 18, Невозвратный клапан 19 предотвращает воэможност1, слива масла из линии 37 через насос 17 в nu

5 масла низкого давления.

При работе о зоне пониженных частот вращенил ротора турбины соотоетсто»! Ilo задают уставку эадатчика 13 частоты вращения турбины. При этом сигнал 15 станооитсл меньше сигнала 16 и упраоля!ощий сигнал

53 дает команду на пГ <крытие регупиру!ощегО клапана 9, частота врэщенил ротора турбины начинает понижаться. Соотоетственнол понижается напор насоса-регулятора 6 и золотник 20 начинает перемещатьсл (вниз по чертежу) относительно муфты 22, ПрИ НЕКОтсрОМ ЗНачЕНИИ Наисра l<3COC3-р»гулятора 6 упорный диск 21 золотника 20 под действием силы натяжения пружины 25 садится на упор о эаплечик 24 муфты 22.

Начиная с этого момента система: регупировочíblé оинт 26, муфта 22 11 зо/lîTs!I

Начиная с некоторого значения <3cTGTbl вращения ротора турбины, включают о работу насос 17, который подает силовое масло в линию 37 и в импульсную лини<о 39, Давление нагнетания насоса 17 выше давления о линии 4 масла на этой частоте ор3щения насоса-регулятора 6 и I<åîoçâð3òíûé клапан 18 отсекает воэможность слив- масла через насос-регулятор 6 о ли!О<<о 5 масла

Г

55 низкого далленил, Процесс регулирования продолжается до тех пор, пока сигналы 15 и

l6 не сраонлются между собоЙ, Таким обраэогл усТ31-133»5<33»Tcs< устанооившийсл реким работы турбины на пониженной частоте оращенил ее ро<ор3.

Си! I<3fl 16 пропорционален частоте вра-!

<ости) не зависит от уровня заданной эадатчиком 13 частоты вращения турбины. Величина перестанооочной силы, д»йстпу<ощей на золотник 30 при работе турбины на пониженной <3СТОТе вращения, и ус<1fls<å, р33тиоаеMoå при этÎм поршнем 7 сероомотора 3, практически со хранл<отсл теми ж», что и при работе турбины на Ilol«1!<331,

Технико-эхо<<от<и <еск;<й эфф»кт От испо;<ьэоианил иэобре»l<,; I эп>;пю <потcs< в улучо<ении качества II poco!sip»Iлбочего д<<апаэона р,.гуп.!рова! ил <астоть< ВращеIIl;si роторf< Typ6>si»I.,I, Тт>к, с!<сто<.:;1 регупироР 3 I < II ë и р 0 т О т и и О б < с o» ° l l1 Ii 3 л 3 !i 0 э,".1 О M I I 0 с т Б работь! 1урЬ<><<,l, <3«и<<Оп с 20", нсч иналь<ой <3rTOrca <,3ООО 1, >/;-!!i!<) пр, тс <ности поддержа<<ил 150 Об/;.;III, Исспв;0131<1<5!

ПР»ДПОЖ»><»Ой СИСTQГИ!< РЕГУПИРО<<3!< 1Л ПОказали, < î OI<3 об»cf<» <ипает !<ад»жну<о ра бот j, I I:< <и >< 35! с 5 "/ц < <0< Ièí 3ò! !ъHoll <3cToTbl

Ilр1ll!»II!15<. Пpli oloh< точ><ость поддержания

<астоты I;p3 1,0<1;15< на уста<<ооившемся ре>киме I<0 ху;ке г 10 об/1<ин, тт>орм/>!3 изобретения

Система р»гупироьа«и,< паровой турби1!Одг!ружи "It. нным 30floT

<<иком и электрод-и! 3теп»м с регулирооочным .,инто!-<, о т л li ч ю 013 л- с я тегл, что, с цель<о повыше<<ил точности регул!<рооанил на пониженных частотах, она с!<абжена электрическими датчиками !1.адат <5<ког<«астоть< Вращения ротора ту рби! <ы 11 сумматоpol, сосдиненныгл с эпектродоигатеп»м трэ><сформа<ора даолеIпироооч <ь<м г>и!<тог> эпектродвигателл и эолот<;51".Ом тра .сформа<ора давления, этот эопот«ик снэбже! упорным диском, эаве10

2000446

Составитель В.Благовещенский

Техред М.Моргентал Корректор M.Kynb

Редактор

Заказ 3071

Тираж Подписное

HflQ "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 денным в расточку муфты эа ее эаплечик, пружина трансформатора давления установлена в расточке муфты между торцом расточки и торцом упорного диска.

Система регулирования паровой турбины Система регулирования паровой турбины Система регулирования паровой турбины Система регулирования паровой турбины Система регулирования 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 паровой турбины, система регулирования турбины, слив масла с турбины, система регулирования паровой турбины, система регулирования паровых турбин, завод турбин

Наверх