Устройство для контроля прогрева роторатурбины

 

О П И С А Н И Е («>8278I3

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респтблин (61) Дополнительное к авт. свид-ву 569733 (22) Заявлено 15.05.79 (21) 2767859,24-06 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

5I ) Ч Кi.з F 01 D 19/02

Государственный камйтет

tia делам н зббретеннй н открытий (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень Ме17 (53) УДК 621.165 (088.8) (45) Дата опубликования описания 03.08.81 (72) Автор изобретения

А. Ш. Лейзерович

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамент теплотехнический научно-исследователький институт им. Ф. Э. Дзержинского

« (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОГРЕВА

РОТОРА ТУРБИНЫ

t — t,=(t — t,)„,„в /, 30

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации переходных режимов паровых турбин тепловых и атомных электростанций.

По основному авт. св. № 569733 известно устройство для контроля прогрева ротора турбины, содержащее интегратор и блок вычисления разности температур, соединенные с выходом сумматора, к входу которого подключены датчик температуры пара и выходы интегратора и блока вычисления разности температур (1). Это устройство обеспечивает достаточно высокую точность воспроизведений динамики прогрева ротора цилиндра высокого или среднего давления турбины.

Указанное устройство является ближайшим к данному по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком известного устройства является пониженная точность контроля, что вызвано моделированием температуры металла ротора по температуре статора. Для цилиндра низкого давления такой подход приводит к значительной ошибке в силу существенно различных условий остывания ротора и статора на остановленной турбине.

Цель изооретенйя — повышение точности контроля. Для достижения поставленной цели устройство содержит концевой выключатель, установленный на кла ° пане турбины, переключатель, соединенный с концевым выключателем, и усилитель, подключенный к выходу интегратора, причем переключатель включен между входом интегратора и выходом сумматора, а усилитель подсоединен к входу переключателя.

Устройство может содержать датчик температуры охлаждающей среды и под15 ключенный к его выходу дополнительный сумматор, который включен между выходом интегратора и входом усилителя.

Устройство обеспечивает моделирование не только нагрева, но и остывания ротора без усложнения структурной схемы введением дополнительных динамических элементов. Как показывают результаты исследований, изменение температуры t ме25 талла ротора во времени т при остывании остановленной турбины может быть приближенно описано экспоненциальной зависимостью

827813

Ю

Зо

55 где 1, — температура охлаждающей среды (индекс «нач» относится к моменту времени т = О);

Т, — постоянная времени остывания ротора, задаваемая по результатам расчетных или экспериментальных исследований.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство состоит из включенных параллельно интегратора 1 и блока 2 вычисления разности температур, входы которых подключены к выходу сумматора 8, а выход — к инвертным входам того же сумматора 8. К третьему входу сумматора

8 подключен датчик 4 температуры пара.

В цепь между выходом сумматора 8 и входами интегратора 1 и блока вычисления 2 могут быть включены также элементы, позволяющие учесть изменение коэффициента теплоотдачи от пара к поверхности ротора (на схеме не показаны). В схему включены также концевой выключатель 5, установленный на клапане на входе пара в турбину, и характеризующий режим ее работы, соединенный с выключателем 5 переключателем б, усилитель 7 в контур обратной связ и интегратора 1, датчик 8, температуры охлаждающей среды, которая действует на ротор при остывании, и дополнительный сумматор 9. Сумматор 9 включен в контур обратной связи интегратора 1 между его выходом и входом усилителя 7, ко второму входу этого суммато ра 9 подключен датчик 8 температуры охлаждающей среды. В зависимости от режима турбины по сигналу концевого выключателя 5 переключатель б соединяет входы интегратора 1 и блока 2 вычисления с выходами сумматора 8 или усилителя 7. Выходы интегратора и блока вычисления могут быть подключены к контрольно-измерительному прибору или автомативированной системе управления (на схеме не показаны).

Для реализации выражения (1), описывающего изменение температуры металла ротора при остывании, выход интегратора

1 подключен к инвертному, а датчик 8 температуры охлаждающей среды — к прямому входу сумматора 9. Коэффициент усиления усилителя 7 задается равным соотношению постоянных времени Т, Т„где

Т, — постоянная времени интегратора 1, а

Т, — постоянная времени остывания ротора. Это соотношение существенно меньше единицы. В качестве датчика 8 температуры охлаждающей среды может быть использован датчик температуры в отборе (до обратного клапана) из цилиндра, при остывании турбины изменяющий величину, близкую к температуре среды во внутрикорпусном пространстве цилиндра.

Устройство работает следующим образом.

При работе турбины ее клапаны открыты и по сигналу концевого выключателя 5 переключатель б соединяет входы интегратора 1 и блока 2 вычисления с выходом сумматора 8. При этом на входы интегратора 1 и блока 2 поступает сигнал, соответствующий потоку тепла от пара к металлу или скорости изменения среднеинтегральной температуры металла, получаемой на выходе интегратора 1. При прекращении подачи пара в турбину по сигналу от концевого выключателя 5 переключатель б замыкает контур обратной связи интегратора 1 через усилитель 7 и сумматор 9. При этом среднеинтегральная температура металла ротора на выходе интегратора 1 с поправкой на температуру охлаждающей среды, измеряемую датчиком

8, изменяется по экспоненциальному закону с постоянной времени, отличающейся от постоянной времени интегратора в соответствии с коэффициентом усиления усилителя 7.

Реализация контроля прогрева роторов с помощью описываемого устройства облегчает работу оперативного персонала, создает предпосылки для повышения надежности и маневренности турбин, является условием возможности контролировать накопление поврежденности металла, развитие его дефектов.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля прогрева ротора турбины по авт. св. № 569733, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, но содержит концевой выключатель, установленный на клапане турбины, переключатель, соединенный с концевым выключателем, и усилитель, подключенный к выходу интегратора, причем переключатель включен между входом интепратора и выходом сумматора, а усилитель подсоединен к входу перекл|о чателя.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно содержит датчик температуры охлаждающей среды и подключенный к его выходу дополнительный сумматор, который включен между выходом интегратора и входом усилителя.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 5б9733, кл. F 01 D 19 02, 1975.

827813

Корректор С. Файн

Редактор В. Смнрягнна

Заказ 573/517 Изд. № 368 Тираж 553 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» (!

I

Составитель А. Калашников

Техред А. Камышникова