Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины

 

Союз Советских

Соцкалмсттеиескмх

Республик

ОП ИСАНИЕ

Мсй» и, 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.07.75 (21) 2154844/24-06 (51) М. Кл.-"

F01 D 17/26 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР

Ао делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 25.04.79. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 29.04.79 (53) УДК 621.165-546 (088.8) (72) Автор изобретения

Ф. Ф. Альбицкий (7i) Заявитель (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА

ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании паровых турбин.

Известны системы регулирования частоты вращения ротора паровой турбины, содержащие главный сервомотор с отсечным золотником, дифференциальный поршень когорого подключен к импульсной линии, соединенный со сливным окном золотника регулятора скорости, подвижную буксу синхронизатора, включенную в импульсную линию и линии подвода и слива рабочей жидкости (1).

В этих системах давление в камере под дифференциальным поршнем при различных установившихся режимах работы турбины поддерживается постоянным за счет перераспределения общего расхода на слив из этой камеры между различными дросселями.

Расход рабочей жидкости в импульсной линии оказывается большим, что снижает перестановочную силу дифференциального поршня на всех режимах.

Известна также система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины, содержащая главный сервомотор, кинематически связанный с золотником обратной связи, подключенным к импульсной линии между сливным окном золотника регулятора скорости и дифференциальным поршнем отсечного золотника главного сервомотора, подвижную буксу синхронизатора, включенную в имп льснуlo линию, и линии подвода рабочей жидкости к импульсной линии и слива из нее 12) .

В этой системе постоянство давления в камере под дифференциальным поршнем отсечного золотника достигается равным изменением расходов на подводе и на сливе.

Перестановочная сила поршня оказывается максимальной при наибольшем открытии главного сервомотора и минимальной на холостом ходу турбины.

Такая система является наиболее близкой к предложенной по технической сущности.

Недостатком этой системы является ограниченная надежность из-за невозможности обеспечения максимальной перестановочной силы дифференциального поршня при любом положении главного сервомотора.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения максимальной пе658301 рестановочпой силы дифференциального поршня при любом положении главного серво мотора и номинальной частоте врашения

Для этого в предложенной системе золотник обратной связи размещен внутри подвижной буксы синхронизатора, образованныее при этом дроссели включены в линии подвода рабочей жидкости к импульсной линии и слива- из нее, а золотник регулятора скорости снабжен дополнительным окном подвода рабочей жидкости в импульсную линию, полностью перекрываемым при частоте вращения больше номинальной:

На чертеже приведена схема предложенной системы регулирования.

Основными узлами системы являются подвижная букса синхронизатора 2 с дроссельными шайбами 3 и 4, золотник 5 обратной связи, размегценньй внутри буксы 1 и содержащий дроссели 6 и 7, взаимодействующие с шайбами 3 и 4, дифференциальный золотник 8 регулятора скорости, гидравлически связанный с регулятором скорости 9 и подключенный управляющим сливным окном 10 к импульсной ликии 11, дифференциальный поршень 12 отсечного золотника

13, снабженный дросселем самовыключения

14, главный сервомотор 15, кинематически соединенный с золотником 5 обратной связи. В корпусе 16 дифференциального золотника 8 регулятора скорости выполнено дополнительное окно !7 подвода рабочей жидкости по линии 18 от насоса 19. К буксе l подсоединена также линия слива 20. Импульсная личия 11 объединяет три камеры: камеру 21 под дифференциальным поршнем 12, камеру 22 между дросселями 6 и 7 и камеру 23 в отсеке корпуса 16.

Показанное ня чертеже положение дросселей 6 и 7 относительно дроссельных шайб

3 и 4 соответствует номинальной частоте вращения ротора турбины, при этом подвод в камеру 21 под поршень 12 осушествлен только через дроссель самовыключения 14, управляемый поршнем 12. Подвод в камеру 22 через шайбу 4, проходное сечение которой управляется дросселем 7, а также слив из камеры 22 через шайбу 3, проходное сечение которой управляется дросселем б при номинальной частоте вращения полностью закрыты. Слив из камеры 23 при номинальной частоте вращения осуществляется только через сливное окно 10, управляемое золотником 8 регулятора скорости. Таким образом, золотник 8 вместе со сливным окном 10 управляется только регулятором скорости 9.

Поэтому открытие сливного окна 10 зависит только от частоты вращения ротора турбины и не зависит от положения буксы 1 синхронизатора.

При любом установившемся режиме работы турбины, когда золотник 13 находится в положении отсечки, открытие сечения на

4 подводе в кпи«р -l дро елем самовыключеHHH 14 посто»ппо. 11оэтому расход на подВо;i, в камеру 2! через дроссель самовыключенпя 14 при любом установившемся режиме работы турбины, т. е, при любом положении сервомотора 15, равен расходу на слив из камеры 23 через сливное окно 10 только при открытии этого окна, которое соответствует

HovIliHB tüHîé частоте вращения ротора Tvpбины. Расположение окон 17 и 10 в корпусе 16 золотника 8 таково, что при ходе золотника 8 вниз открытие окна 7 и сообщение камеры 23 с дополнительным подводом через окно 17 совпадает с полным закрытием окна 10 на слив из камеры 23. Изменение расхода пара через турбину перемещением сервомотора 15 при номинальной частоте вращения производится перемешением буксы 1.

Так смещение буксы 1 вверх вызывает временное увеличение подвода через шайбу

4 в камеру 22, которое приводит к перемещению поршня 12 вместе с золотником 13 из положения отсечки золотника 13 вверх до тех пор, пока дроссель самовыключения 14, прикрываясь, не восстановит подвод в линию 11 до первоначальной величины. Смешение золотника 13 из положения отсечки вверх вызывает перемещение сервомотора

15 вместе с дросселями 6 и 7 также вверх, что и приводит к открытию регулируюших клапанов. Перемещение сервомотора 5 вверх продолжается до тех пор, пока золотник 13 не вернется в положение отсечки.

Возвратиться в положение отсечки золотник

l3 вместе с поршнем 12 заставляет изменение подвода в камеру 22, вызванное ходом сервомотора 15 вместе с дросселями 6 и 7 вверх. При. этом дроссель 6 все время остается закрытым, а дроссель 7 прикрывает подвод в камеру 22.

Для того, чтобы поршень 12 вместе с золотником 13 вернулся в положение отсечки золотника 13 нужно, чтобы уменьшение расхода через дроссель 7, вызванное ходом сервомотора 15 вверх, было равно увеличению расхода через этот же дроссель 7, вызванному смешением буксы 1 вместе с шайбой

4 также вверх, т. е., чтобы дроссель 7 занял прежнее положение относительно шайбы 4.

Таким образом, при номинальной частоте вращения каждому положению буксы 1 соответствует свое положение сервомотора 15.

При этом в установившемся режиме работы расходы через дроссели 6 и 7 будут равны нулю при любой установке буксы 1, а постоянный расход в камеру 21 через дроссель самовыключения 14, соответствующий открытию этого дросселя при установке золотника 13 в положение отсечки, равен расходу на слив из камеры 23 через окно 10, который также постоянен до тех пор, пока частота врагцения остается номинальной. Пе658301 рестановочная сила на поршне 12 при этом максимальна.

Обеспечение хода сервомотора 15 при уменьшении частоты вращения от номинала (без воздействия на буксу 1) происходит за счет перемещения золотника 8 к нижнему упору. При этом уменьшается слив из камеры 23 через окно 10, что вызывает ход вверх поршня 12 вместе с отсечным золотником 13 до тех пор, пока подвод в камеру 21 через дроссель самовыключения 14 не уменьшится на такую же величину, как и уменьшение <0 слива через окно 10.

При выходе золотника 13 из положения отсечки вверх сервомотор 15 вместе с дросселями 6 и 7 также смещается вверх относительно шайб 3 и 4. Расход через шайбу

4 при этом остается равным нулю, так как дроссель 7 остается закрытым, для чего в нем имеется соответствующий цилиндрический участок. Смещение же дросселя 6 вверх по отношению к шайбе 3 вызывает увеличение слива из камеры 22. 20

Чтобы вернуть поршень 2 вместе с золотником 13 в положение от чки золотника

13, и 1 ем самым прекратить смещение сервомотора !5, увеличение слива через дроссель 6 должно быть равно уменьшению слива через окно 10.

Таким образом, при уменьшении частоты вращения от номинала перемещение сервомотора 15 обеспечивается при постоянном расходе в линию 11 и при наибольшей перестановочной силе на поршне 12 за счет пе- зц рераспределения общего расхода на слив между дросселем 6 и окном 10 до тех пор, пока окно 10 не будет полностью закрыто.

Если частота вращения продолжает уменьшаться и после полного закрытия окна 10, дальнейший ход сервомотора 15 в сторону открытия регулирующих клапанов сопровождается увеличением расхода в линию 11 за счет открытия окна 17 на подводе и дросселя 6 на сливе из этой камеры.

Обеспечение хода сервомотора 15 от хода золотника регулятора скорости при увеличении частоты вращения от номинала без воздействия на буксу 1 происходит при возрастающем расходе в импульсную линию за счет открытия окна 10 на сливе и дросселя 7 на подводе.

Таким образом, предложенная система обеспечивает максимальную перестановочную силу дифференциального поршня 12 при любом положении главного сервомотора 15, когда частота вращения номинальна. Это повышает надежность системы в работе в самых распространенных режимах.

Формула изобретения

Система регулирования частоты вращения ротора паровой турбины, содержащая главный сервомотор, кинематически соединенный с золотником обратной связи, подключенным к импульсной линии между спивным окном золотника регулятора скорости и дифференциальным поршнем отсечного золотника главного сервомотора, подвижную буксу синхронизатора, включенную в импульсную линию, и линии подвода рабочей жидкости к импульсной линиг и слива из нее, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения максимальной перестановочной силы дифференциального поршня при любом положении главного сервомотора и номинальной частоте вращения, зо.потник обратной связи размещен внутри подвижной буксы синхронизатора, образованные при этом дроссели включены в линии подвода рабочей жидкости к импульсной линии и слива из нее, а золотник регулятора скорости снабжен дополнительным окном подвода рабочей жидкости в импульсную линию. полностью перекрываемым при частоте вращения больше номинальной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шегляев А. В. Регулирование паровых турбин. M. Л., ГЭИ, 1962, с. 228.

2. Иоффе Л. С. Система регулирования паровой теплофикационной турбины,à — 100—

130 УТМЗ. М., «Энергия», 1973. с. 13 — 18.

658301

Составитель А. Калашников

Техред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Тираж 606 Подписное

Редактор Е. Кравцова

Заказ 2019/30

ЦН И И II И Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4