Предохранительное устройство для выхлопного патрубка конденсационной паровой турбины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик 11> 6I7653

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.02.75 (21) 2106583/24-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.78. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 26.07.78 (51) М. Кл.з F 16К

17/16//

//F 01D

21/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 621.165 (088.8) и открыти (72) Авторы изобретения Б. А. Аркадьев, В. С. Немиров, Ю. П. Томков и Л. А. Усачева (71) Заявитель Харьковский турбинный завод им. С. М. Кирова

Изобретение относится к средствам защиты от повышения давления и предназначено для использования на выхлопных патрубках конденсационных паровых турбин. 5

Известны предохранительные устройства для выхлопного патрубка конденсационной паровой турбины, содержащие шарнирно укрепленный на патрубке клапан, установленный в отверстии, выполненном в стен- 10 ке патрубка, и разрывную мембрану, соединяющую клапан со стенкой патрубка по периферии отверстия (1). При повышении давления в выхлопном патрубке выше атмосферного мембрана разрывается, и клапан открывается наружу, выпуская избыток пара из выхлопного патрубка.

Однако в связи с односторонним открытием клапана эти устройства нельзя использовать для принудительного срыва вакуума в выхлопном патрубке при необходимости защиты турбины от разгона ротора.

Известно также предохранительное устройство, содержащее шарнирно укрепленный клапан, установленный с зазором в отверстии, выполненном в стенке корпуса, и разрывную мембрану, перекрывающую указанный зазор (2).

Это устройство является ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком известного устройства является также невозможность обеспечить срабатывание устройства при срыве вакуума, что не позволяет повысить надежность работы турбины.

Цель изобретения — повышение надежности работы турбины путем обеспечения срабатывания устройства при срыве вакуума.

Для достижения поставленной цели на патрубке установлен поворотный рычаг, а клапан снабжен выступом, контактирующим с одним концом рычага, к второму концу которого подсоединен толкатель приводного механизма, выполненного в виде гидравлического сервомотора с электромагнитным управляющим золотником.

Чтобы обеспечить опробование приводного механизма без срыва вакуума, устройство снабжено дополнительным сервомотором опробования, а между концом рычага и толкателем помещена пластина, шарнирно сочлененная со штоком дополнительного сервомотора.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

617653

Оно закреплено на стенке выхлопного патрубка 1, в отверстие которого с зазором, перекрытым разрывной мембраной 2, вставлен клапан 3 на шарнирной петле 4.

Клапан снабжен выступом 5, опирающимся на поворотный рычаг 6, к которому с другой стороны подключен приводной механизм в виде гидравлического сервомотора 7 с поршнем 8, возвратной пру>кипой 9, штоком 10, толкателем 11 и управляющим электромагнитным золотником 12.

Устройство снабжено приспособлением для опробования в виде дополнительного сервомотора 13 с поршнем 14, возвратной пружиной 15, штоком 16 и подвижной пластиной 17, размещенной между концом рычага 6 и толкателем 11, и концевыми выключателями 18 и 19.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе турбины, когда срыв вакуума не требуется и золотник 12 находится в нижнем положении, клапан 3 выполняет роль обычного атмосферного предохранительного клапана. При этом нагрузка от веса клапана 3 и от перепада между атмосферным давлением и давлением в вакуумном пространстве выхлопного патрубка турбины распределяется на шарнирную петлю 4 и поворотный рычаг 6, выполненный так, что усилие, действующее иа рычаг 6 со стороны клапана 3, прижимает

его к неподвижной опоре во избежание самопроизвольного поворота рычага 6. В случае роста давления в вакуумном пространстве выше атмосферного появившийся перепад давлений преодолевает вес клапана

3 и, разрывая мембрану 2, открывает клапан 3 в сторону атмосферы, обеспечивая выпуск пара из вакуумного пространства.

При этом клапан 3 поворачивается вверх на шарнирной петле 4, отходя от поворотного рычага 6.

При поступлении от системы защиты турбины сигнала на срыв вакуума электромагнитный золотник 12 поднимается, открывая доступ рабочей жидкости под поршень 8 сервомотора 7. Поршень 8 перемещается, его толкатель 11 упирается в подвижную пластину 17 и через нее — в нижнее плечо рычага 6. Под воздействием толкателя 11 рычаг 6 поворачивается, освобождая выступ 5 клапана 3, после чего клапан 3 под действием атмосферного давления разрывает мембрану 2 и открывается, поворачиваясь на петле 4 в сторону вакуумного пространства, сообщая его с атмосферой и обеспечивая тем самым быстрый срыв вакуума. При этом для предохранения клапана от разрушения при ударе о стенку предусмотрены толстые резиновые прокладки, на которые опускается выступ

5 клапана 3 в нижнем его положении. Поскольку вступление в работу атмосферного клапана происходит только при отказе дру5

55 б0 б5 гих защитных устройств турбины, то автоматический возврат клапана 3 в рабочее положение не предусматривается. После каждого срабатывания клапана 3 в любую сторону производится повторная установка

его с заменой мембраны 2.

Для опробования работы гидравлических и электрических механизмов необходимо иодагь рабочую жидкость под поршень 14 дополнительного сервомотора 13 опробования. При этом поршень 14 поднимется и посредством шарнирной тяги поднимет подвижную пластину 17 так, чтобы исключить возможность контакта между пластиной 17 и толкателем 11 при движении последнего.

В поднятом состоянии пластина 17 включает контакт концевого выключателя 18, который при этом подает напряжение на электромагнитный золотник 12, вызывая тем самым движение поршня 8 сервомотора 7. Поскольку пластина 17 находится в поднятом состоянии, то при своем перемещении толкатель 11 проходит в прорезь рычага 6, не поворачивая его, в результате чего срабатывания клапана 3 и срыва вакуума не происходит. В конце своего хода толкатель 11 включает контакт концевого выключателя 19, подавая тем самым сигнал о нормальной работе гидравлических и электрических механизмов. После получения этого сигнала оператор перекрывает подвод рабочей жидкости к поршню 14, который под действием возвратной пружины

15 опускается вместе с пластиной 17. При этом концевой выключатель 18 снимает электрический сигнал с электромагнитного золотника 12, который перекрывает подвод рабочей жидкости к поршню 8 сервомотора и открывает дренаж, Под действием возвратной пружины 9 поршень 8 устанавливается в исходное положение, пластина 17 опускается и повисает на шарнирной тяге, и все устройство приходит в состояние готовности к работе.

Проведенные расчеты показали, что при надлежащем подборе давления рабочей жидкости и проходных сечений золотника

12 полное открытие клапана 3 происходит за время 0,12 — 0,15 с, после подачи электрического сигнала на электромагнитный золотник. Плотность клапана 3 в рабочем положении полностью обеспечивается уплотняющей мембраной 2, что проверено в эксплуатации на атмосферных клапанах многих турбин.

Таким образом, данное предохранительное устройство обладает необходимым быстродействием и может быть использовано для защиты паровых турбин от разгона.

Формула изобретения

1. Предохр анительное устройство для выхлопного патрубка конденсационной паровой турбины, содержащее шарнирно ук617653

Составитель А. Калашников

Текред О. Тюрина Корректор Е. Хмелева

Редактор Н. Богатова

Заказ 1456/5 Изд. № 559 Тираж 1198 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 репленный на патрубке клапан, установленный с зазором в отверстии, выполненном в стенке патрубка, и разрывную мембрану, перекрывающую указанный зазор, отличающееся тем, что, с целью повы- 5 щения надежности работы турбины путем обеспечения срабатывания устройства при срыве вакуума, на патрубке установлен поворотный рычаг, а клапан снабжен выступом, контактирующим с одним концом 10 рычага, к второму концу которого подсоединен толкатель приводного механизма, выполненного в виде гидравлического сервомотора с электромагнитным управляющим золотником. 15

9

2. Устройство по п. 1, отлича ющееся тем, что, с целью обеспечения опробования приводного механизма без срыва вакуума, оно снабжено дополнительным сервомотором опробования, а между концом рычага и толкателем помещена пластина, шарнирно сочлененная со штоком дополнительного сервомотора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тубянский Л. И. и др. Паровые турбины высокого давления ЛМЗ. М.— Л., ГЭИ, 1956, с. 239.

2. Авторское свидетельство СССР № 396514, кл, F 16К 17/16, 1973.