Устройство для контроля прогрева ротора паровой турбины

 

(n>775353

Союз Советских

Свцналистнческих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйДИТИЗЬСТВУ (6t) Дополнительное к ввт. сеид-ву .(22) Заявлено 05. 02.79 {21) 2721794/24-06 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30,1Q80. Бюллетень М 40 (51)М. Кл

F 01 0 19/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53j УДК б21.16Ь-57(088.8) Дата опубликования описания 03.1180 (72) Авторы изобретения

A.Ø. Лейзерович

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт нм. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОГРЕВА РОТОРА

ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

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

Известны устройства для контроля прогрева ротора паровой турбины, со- 5 держащие датчик температуры греющего пара и блок вычисления разности температур P1)

Блок построен на аналоговом принципе, моделируя процесс прогрева ме- 30 талла ротора. При этом не учитывается ряд факторов, что снижает точность контроля.

Известно также устройство для контроля прогрева ротора паровой турби- 5 ны, содержащее последовательно соединенные датчик температуры греющего пара, блок формирования входного сигнала и блок вычисления характерной температуры ротора с интегри- 20 рующим звеном.

Это устройство также работает на основе моделирования процесса прогрева металла ротора.

Указанное устройство является бли-25 жайшим к данному по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком этого известного устройства также следует считать пони.женную точность контроля. Указанный 30 недостаток вызван тем, что в устройстве не учитывается влияние изменения температуры металла на его температуропроводимость, а следовательно, и на постоянную времени прогрева ротора.

Цель данного изобретения — повышение точности контроля путем коррекции постоянной врюлени прогрева при изменении температуропроводности материала ротора.

Для достижения поставленной цели устройство дополнительно содержит преобразователь сигнала и элемент умножения, введенные в блок вычислеHHH характерной температуры ротора, причем элемент умножения подключен одним входом к выходу блока формирования, вторым входом - к выходу преобразователя и выходом — к входу интегрирующего звена, выход которого подключен к входу преобразователя.

В блок вычисления характерной температуры введена по крайней мере одна цепь в виде включенных параллельно элементу множения и интегрирующему звену и последовательно соединенных дополнительного элемента умножения н дополнительного интегрирующего saeva, охваченных отрицательной

775353 обратной связью, приЧем выход преобразователя подключен ко входу дополнительного элемента умножения.

На фиг. 1 приведена схема устрой ства с подачей на вход блока вычисления сигнала соответствующего пбтоку тепла от пара к поверхности ротора, что наиболее целесообразно при работе на перегретбм паре; на фиг. 2 приведена схема устройства, где на вход блока вычисления подается сигнал, соответствующий температуре обо-: 10 греваемой поверхности ротора, что мо.— жет быть использовано при работе как на подогретом, так и на влажном паре.

Основными моментами устройства для контроля прогрева ротора являются 15 последовательно включенные датчик 1 температуры греющего пара, блок 2 формирования входного сигнала и содержащий интегрирующее звено 3 блок

4 вычисления характерной температуры ротора.

В состав блока 4, помимо интегрирующего звена 3, входит также нелинейный (или линейный) преобразователь

5 сигнала на выходе блока 4 вычисления и элемент 6 умножения. Входы элемента 6 умножения соединены с выходами блока 2 формирования входного сигнала и преобразователя 5, а выход

6 элемента соединен с входом интегрирующего звена 3. 33

В схеме на фиг. 2 блок 4 вычисления характерной температуры помимо названных узлов 3,5 и 6, содержит дополнительную цепь из включенных последовательно дополнительного элемен- 35 та 7 умножения и дополнительного интегрирующего звена 8, хваченных отрицательной обратной связью с помощью сумматора 9, при этом входы обоих элементов 6 и 7 умножения подклю- 40 чены к выходу преобразователя 5. Пер- вая цепь, состоящая иэ элемента 6 умножения и интегрирующего звена 3 в схеме фиг. 2 также охвачена отрицательной обратной связью через сумматор 10. При этом обе цепи включены 45 параллельно к сумматору 11, выход которого и является выходом блока 4 вычисления.

В качестве характерной температу- 50 ры, вычисляемой блоком 4, используется среднеинтегральная температура сечения ротора. Схема фиг ° 1 дополнена также блоком 12 вычисления разности температуры поверхности и среднеинтегральной температуры, включенным параллельно блоку 4. Блоки 4 и

12 вместе с сумматором 11 их выходных сигналов образуют блок 13 вычисления другой характерной температурытемпературы поверхности ротора. Этот 60 блок 13 помимо дополнительной цепи," состоящей из дополнительного элемента 7 умножения и дополнительного интегрирующего звена 8, охваченных обратной связью через сумматор 9, со- 65 держит вторую дополнительную цепь, состоящую из последовательно включенных второго дополнительного элемента

14 умножения и второго дополнительного интегрирующего звена 15, охваченных отрицательной обратной связью через сумматор 16 . Обе дополнительные цепи включены параллельно к сумматору 17, выход которого подключен к входу сумматора 11 вместе с выходом интегрирующего звена 3.

B схеме фиг. 2 блок 12 вычисления разности температур образован сумматором 17, к прямому и инвертному входам которого подключены соответственно вход и выход блока 4 вычисления характерной температуры.

В схеме фиг. 1 блок 2 формирования входного сигнала образован сумматором 18, к прямому и инверторному входам которого подключены соответственно датчик 1 температуры греющего пара и выход блока 13 вычисления температуры поверхности ротора, еще одним элементом 19 умножения и нелинейным преобразователем 20 сигнала от датчика 21 параметра работы турбины, например, датчика давления пара. При этом к входам элемента 19 умножения подключены выходы сумматора 18 и преобразователя 20, а выход элемента 19 является выходом блока

2. Преобразователь 20 реализует зависимость значения критерия Био для ротора от параметра работы турбины.

В схеме фиг. 2 выходом блока 2 является выход сумматора 18, а в состав блока 2, помимо сумматора 18, элемента 19 умножения и нелинейного преобразователя 20 сигнала от датчика 21 входит дополнительно динамический преобразователь 22 сигнала на выходе блока 4 вычисления характерной температуры. При этом выходы нелинейного преобразователя 20 и динамического преобразователя 22 подключены к входам элемента 19 умножения, выход которого соединен с инвертным входом сумматора 18, а к прямому входу сумматора 18 подключен датчик 1 температуры греющего пара.

Преобразователь 20 в схеме фиг. 2 реализует зависимость величины обратной критерию Био, от параметра работы турбины, а на выходе динамического преобразователя 22 получают сигнал, соответствующий градиенту температуры на обогреваемой поверхности ротора. устройство работает следующим образом.

При переходном режиме работы турбины происходит изменение температуры греющего пара, измеряемой датчиком 1, что вызывает изменение температурного состояния, условно названное прогревом ротора турбины. В блоке 2 происходит формирование сигнала на входе блока 4 вычисления харак775353 терной температуры, а в схеме фиг.1также блоков 12,13 вычисления; Структура блока 2 формирования учитывает благодаря наличию нелинейного преобразователя 20 сигнала от датчика 21 параметра работы турбины изменение условий теплоотдачи от пара и поверхности ротора.

В процессе изменения характерной температуры металла ротора, вычисляемой блоком 4, преобразователь 5 сигнала на выходе этого блока учитывает изменение постоянной времени прогрева ротора путем изменения сигнала, подаваемого на вход интегрирующего звена

3, дополнительного интегрирующего звена 8, а в схеме фиг.2 .- и второго до- 15 полнительного интегрирующего звена

15 в соответствии с изменением величины, обратно пропорциональной значению температуропроводности металла при текущей температуре, вычисляемой щ блоком 4. Это изменение входного сигнала эквивалентно изменению постоянных времени интегрирования интегрирующих звеньев.

Выходы блоков вычисления 4 и 12, а в схеме фиг. 1 — также и блока 13 вычисления, могут быть подключены к показывающим (регистрирующим) приборам, а при автоматизации управленияподключены к устройствам автоматизированной системы управления (не по- З0 казаны).

Данное устройство предназначено для установки на цилиндрах высокого и среднего давления паровых турбин большой мощности тепловых электро- 35 станций. Повышение точности контроля термонапряженного состояния роторов благодаря учету изменения постоянных времени их прогрева с температурой позволяет повысить маневренность тур- щ бины, благодаря воэможности уменьшения запасов относительно предельно допустимых значений контролируемых разностей температур. формула изобретения

1. Устройство для контроля прогрева ротора паровой турбины, содержащее последовательно соединенные датчик температуры греющего пара, блок формирования входного сигнала и блок вычисления характерной температуры ротора с интегрирующим звеном, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля путем коррекции постоянной времени прогрева при изменении температуропроводности материала ротора, устройство дополнительно содержит преобразователь сигнала и элемент умножения, введенные в блок вычисления характерной температуры ротора, причем элемент умножения подключен одним входом к выходу блока формирования вторым входом — к выходу преобразователя и выходом — к входу интегрирующего звена, выход которого подключен к входу преобразователя.

2. Устройство по и. 1, о т л к ч,а ю щ е е с я тем,что, в блок вычисления характерной температуры введена по крайней мере одна цепь в ssде включенных параллельно элементу умножения и интегрирующему звену и последовательно соединенных дополнительного элемента умножения и дополнительного интегрирующего звена, охваченных отрицательной обратной связью, причем выход преобразователя подключен ко входу дополнительного элемента умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 569733, кл. F 01 D 19/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 578756, кл. F 01 0 19/02, 1976.