Устройство для автоматического регулирования параметра турбоустановки при пуске

 

О П И С А Н И Е !ii! 6I3I3l

ИЗОБРЕТЕНИЯ боюа Советских социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 15.07.76 (21) 2383924/24-06 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.-" F 010 19j02

Государственный комитет

Совета а5ииистрав СССР (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень № 24 (53) УДК 621.165(088.8) (45) Дата опубликования описания 27.06.78 ао делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. Ш. Лейзерович и А. Д. Меламед

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПАРАМЕТРА ТУРБОУСТАНОВКИ ПРИ ПУСКЕ

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к пусковым режимам турбоустановок тепловых и атомных электростанций и автоматизации управления ими.

При пусках турбоустановок необходимо регулировать изменение во времени параметров их работы. К числу таких параметров, в первую очередь, относятся нагрузка (или расход пара через турбину) и температура пара, подаваемого в турбину. Оптимальные программы их изменения должны обеспечивать минимальную длительность пусковых режимов при соблюдении ограничений по показателям термонапряженного состояния элементов конструкции турбины.

Известно устройство для автоматического пуска турбины паром номинальных параметров, реализующее временные программы нагружения с постоянной скоростью, задаваемой в зависимости от начального теплового состояния турбины. При этом пусковая программа изменения регулируcìoãо параметра (нагрузки) может существенно отличаться от оптимальной.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для автоматического регулирования параметра турбоустановки при пуске (устройство для автоматического пуска турбины), содержащее регулирующий прибор, ко входам которого подключены датчик регулируемого параметра, задатчпк предельной скорости изменения этого параметра и корректор, а к выходу— исполнительный орган, и блок задания допу5 стимых изменений регулируемого параметра с подключенным к нему датчиком температуры металла турбины (2). Автоматическое устройство реализует зависимость изменения регулируемого параметра (нагрузки) от кон10 тролнруемой температуры металла наиболее напряженного «критического» элемента конструкции турбины: на первой стадии нагруженпя блок допустимых изменений регулируемого параметра (блок начальных нагрузок)

15 обеспечивает с предельной скоростью начальную нагрузку, соответствующую предпусковому температурному состоянию, далее по достижении в процессе пуска заданного значения температуры мсталла корректор автома20 тически изменяет угол наклона статической зависимости регулятора нагрузки от температуры металла.

Такой способ автоматического управления косвенным образом приближенно учитывает

25 изменение в процессе пуска условий теплоотдачи от пара к металлу турбины, однако получаемые программы изменения регулируемого параметра (нагрузки) во времени (графики пуска) не являются оптимальными. Кро30 мс того, для ряда констр кцнй т1 рбпн «кри613131 тическим» элементом конструкции турбины является ротор, непосредственный контроль за прогревом которого для управлс пуском невозможен.

Целью изобретения является повышение надежности регулирования путем оптимизации программы пуска. Для достижения этой цели устройство снабжено блоком сравнения, преобразователем функциональной связи между параметром и скоростью его изменения, переключателем и интегратором, к одному из входов блока сравнения подключен выход олока задания, а к выходу корректор, соединенный с переключателем, входы которого связаны с задатчиком и преобразователем, подключенным к датчику регулируемого параметра, а выход — с входом интегратора, соединенного своими выходами со вторым входом блока сравнения и с входом регулирующего прибора.

Принципиальная схема описываемого устройства показана на чертеже.

В состав устройства входит регулирующий прибор 1 с датчиком 2 обратной связи и задатчиком 3 предельной скорости изменения регулируемого параметра, а также корректором 4, подключенными ко входам регулирующего прибора 1. Выход регулирующего прибора 1 подключен к исполнительному органу 5. Вход корректора 4 соединен с блоком допустимых изменений б регулируемого параметра, ко входу которого подключен датчик 7 температуры металла турбины. Между блоком и корректором 4 включен блок сравнения 8, а к датчику 2 регулируемого параметра дополнительно подключен преобразователь 9 функциональной связи между значением этого параметра и скоростью его изменения, допустимой по условиям термонапряженного состояния турбины. В ыходы задатчика 3 предельной скорости изменения регулируемого параметра и преобразователя 9 подключены к клеммам переключателя 10, соединенного с корректором 4, а выход переключателя 10 соединен со входом интегратора

11 регулирующего прибора 1. К выходу интегратора 11 подключен второй вход блока сравнения 8.

Устройство работает следующим образом.

Корректор 4 подключает интегратор 11 регулирующего прибора 1 к преобразователю 9, если величина задания на выходе интегратора

11, выведенная на блок сравнения 8, больше величины допустимого изменения параметра па выходе блока 6. При этом автоматическое устройство осуществляет повышение регулируемого параметра с переменной скоростью, зависящей от текущего значения этого параметра. В противном случае корректор 4 через переключатель 10 подключает интегратор

11 к выходу задатчика 3 предельной скорости изменения регулируемого параметра до достижения значения допустимого изменения, формируемого блоком 6. При этом повышение регулируемого параметра осуществляется с поl0

4 "

60 стоянпой предельно допустимой скоростью, задаваемой задатчиком 3.

Для автоматического регулирования температуры пара, под аваемого в турбину (температуры свежего нара или пара после промперегрева), при пусках блочных турбоустановок в качестве исполнительного органа 5 используются, например, регулирующие клапаны на лп пях впрысков в соответствующий тракт.

При этом блоком допустимых изменений 6 устанавливается требуемое для оптимального пуска начальное превышение температуры пара пад температурой металла, измеряемой датчиком 7. В ходе дальнейшего повышения температуры пара скорость ее изменения должна уменьшаться вследствие снижения прочностных свойств металла с ростом температуры. Соответствующая функциональная зависимость реализуется преобразователем 9.

При автоматическом нагружении турбины при пуске в качестве исполнительного органа

5 используются регулирующие клапаны турбины или органы регулирования мощности (паропроизводительности) парогенератора, работающего в блоке с турбиной. На начальной стадии нагружения по условиям предпускового температурного состояния допускается взятие с предельной скоростью значения нагрузки, формируемой блоком б в соответствии с температурой металла, измеряемой датчиком 7. По достижении этого значения на выходе интегратора 11 корректор 4, воздействуя на переключатель 10, подключает ко входу интегратора преобразователь 9 — задатчик переменной допустимой скорости нагру>кения.

Для турбин, в частности атомных электростанций, как показывают исследования, мо>кет быть установлена практически линейная зависимость допустимой скорости нагружения от уровня достигнутой нагрузки. Интегрирование этой скорости, получаемой на выходе преобразователя 9, осуществляемое интегратором 11, формирует близкую к теоретически оптимальной экспоненциальную программу изменения нагрузки во времени. В случае вынужденных задержек в ходе нагруи(ения на промежуточной нагрузке и наличии обратной связи по текущему температурному состоянию турбины вследствие роста температуры металла, измеряемой датчиком 7, сигнал на выходе блока б становится больше задания на выходе интегратора 11, и переключатель 10 вновь подключает ко входу интегратора задатчик 3 предельно допустимой скорости нагружения вплоть до выхода на уровень нагрузки, соответствующей величине на выходе блока 6.

Зкономическая эффективность изобретения определяется повышением маневренности и надежности турбин благодаря оптимизации пусковых режимов.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования параметра турбоустановки при пуске,