Система автоматического управления гидростатическим подъемом ротора турбомашины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29 ° 04 ° 81(21) 3282460/24 06 151)М.КП.З с присоединением заявки ¹- (23) ПриоритетF 01 D 25/20

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.10.82.. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30.1082

tSSlУДК 621.165-729.4(088.8) (72) Авторы изобретения

А.Е.Языков, Г.Н.Малышев и Ю.П.Николаев «

Уральский филиаЛ Всесоюзного дважды ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательского теплотехнического института им.Ф.Э.Дэержинского (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ГИДРОСТАТИЧЕСКИМ ПОДЬЕМОМ РОТОРА. IVPBONAIIIH Hbl

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах гидростатического подъема ротора в сегМентных подшипниках скольжения, преимущественно мощных паровых турбин.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является система .автоматического управления гидростатическим подъемом ротора турбомашины, содержащая вентили на линиях подвода масла в камеры гидроподъема каждого несущего сегмента подшипника, пусковые устройства электроприводов этих вентилей и датчики температуры каждого из сегментов, температуры вала и температуры масла (1j

Недостатком известной системы является пониженная надежность из-за использования на каждом сегменте подшипника датчика перемещения со сложной измерительной аппаратурой.

Цель изобретения - повьхаение надежности.

Для достижения поставленной цели в систему введены по числу несущих сегментов блоки сравнения, блоки автоматического управления, блоки задержки, коммутаторы и ограничители хода, а.датчик температуры каждого из сегментов подключен к входу соот-, ветствующего блока сравнения и к вхоцу соответствующего коммутатора, датчик температуры вала подключен к входам всех коммутаторов, а датчик температуры масла — к входам всех блоков сравнения, выход каждого иэ которых через соответствующие блок автоматического управления и ограничитель хода подключен к входу пускового устройства электропривода соответствующего вентиля, причем выход каждого коммутатора подключен к входам соответствующих блока автоматического управления и ограничителя хода, а выход каждого их ограничите,лей хода подключен также через блок задержки к входам блока автомати.ческого управления и пускового устройства для другого несущего сегмента.

На чертеже представлена схема системы автоматического управления гидростатическим подъемом ротора турбо25 маши ны .

Во вкладыше 1 подШипника расположены самоустанавливающиеся несущие сегменты 2 и 3 подшипника, охватывающие шейку 4 вала. На поверхности трения сегментов расположены камеры

969918

5 гидроподъема. В теле сегментов установлены датчики 6 и 7 температуры сегментов, которые соединены с усилителями 8 и 9 сигналов„а с поверхностью шейки вала контактирует датчик 10 температуры вала, соеди- 5 ненный с усилителем 11 сигнала. Камеры 5 гидроподъема через линии 12 и 13 подвода масла соединены с вентилями 14 и 15, степень открытия которых регул руется электроприводами

16 и 17. Линии 12 и 13 после вентилей

14 и 15 подключены параллельно к маслопроводу 18, который через маслойасос 19 соединен с маслобаком 20.

В маслопроводе 18 после насоса 19 установлен датчик 21 температуры масла, который соединен с усилителем

22 сигнала и выполняет функцию задатчика. Выход усилителя 22 соединен с первым входом блоков 23 и 24 сравнения сигналов, каждый из которых относится к соответствующему сегменту 2 и 3. Выходы блоков 23.и 24 сравнения соединены соответственно с первыми входами блоков 25 и 26 автоматического управления, а выходы последних через первые выходы ограничителей 27 и 28 хода соединены с бЛоками 29 и 30 задержки, а входыс реверсивными пусковыми устройствами 31 и 32, выходы которых соедине- Зо ны с электроприводами 16 и 17 соответствующих вентилей 14 и 15. Выходы усилителей 8 и 9 соединены с вторыми входами блоков 23 и 24.и пер-. вымн входами коммутаторов 33 и 34, 35 а выходы .усилителя 11 соединены с вторыми входами коммутаторов 33 и

34.

Система работает следующим образом. 4О

В нормаль ном р а 6 очем положении между сегментами 2,3 и шейкой 4 вала существует зазор, через который протекает масло, подаваемое насосом 19 из маслобака.20. В этом положении, как показывают испытания, температура подводимого масла и поверхности трения сегментов 2 и 3 одинаковы,а температура шейки 4 отличается от температуры масла. Поэтому равность между температурами масла и сегментов 2 и 3 равна нулю, а между температурами масла и шейки 4 не равна нулю. В этом случае выходной сигнал усилителя 11 от датчика 10 поступает на вторые входы коммутаторов 33 и 34, 55 а выходные сигналы усилителей 8 и 9 от датчиков 6 и 7 температуры поступают соответственно на вторые входы блоков 23 и 24 сравнения и на первые входы коммутаторов 33 и 34. 60

При равной величине сигналов, поступающих на первые и вторые входы коммутаторов 33 и 34, у последних на выходе сигналы будут отсутствовать, а равные сигналы, поступающие на 65 первые, вторые и третьи входы блоков 23 и 24 сравнения от усилителя

22, соответствующих усилителей 8 и

9 и обратных связей электроприводов

16 и 17 формируют запрет выходных сигналов блоков 23 и 24 сравнения.

В результате такого режима система управления гидростатическим подъемом ротора будет уравновешена, и между сегментами 2,3 и шейкой 4 вала устанавливается зазор, через который протекает масло, подводимое к камерам 5 гидроподъема насосом 19.

Если температура одного из сегментов (например, сегмента 2) увеличится на величинуЬй от заданной температуры масла, то на второй вход блока 23 сравнения через усилитель 8 поступает сигнал приращения от датчика 6 температуры. В результате рассогласованности сигналов, поступающих от датчи, а 6 (температуры сегмента 2) и Qäò÷èêà 21 (температу"ры масла), блок 23 сравнения форми ! рует и выдает сигнал с выхода на первый вход блока 25 автоматического управления. Последний формирует и выдает сигнал ка первый вход ограничителя 27 хода. Если вентиль 14 открыт не полностью, то выходной сигнал с первого выхода ограничителя 27 поступает на первый вход ре-версивного пускового устройства 31.—

При этом сигнал. с второго выхода ограничителя 27 на блок 29 задержки поступает толь:.".о при полном открытии вентиля 14.

При поступлении сигнала на первый ход устройства 31 последнее своим выходным сигналом включает электропривод 16 на открытие вентиля 14, тем самым будет увеличиваться подача масла в камеры 5 гидроподъема сегмента 2. Вследствие этого сегмент

2 начнет .отходить от шейки 4 вала, увеличивая смазочный зазор, а его температура начнет уменьшаться. При процессе открытия вентиля 14 через обратную связь привода 16 поступает сигнал на третий вход блока 23 сравнения. Как только .сигнал на третьем входе блока 23 сравняется с величиной сигнала приращения импульс с выхода блока .23 снижается,и электропривод 16 отключается.

Если в дальнейшее увеличение температуры сегмента 2 прекратится, то на этом процесс управления гидростатическим подъемом ротора в подшипнике за счет увеличения подачи масла в камеры гидроподъема также прекратится..

Если же температура сегмента 2 будет расти, то процесс открытия вентиля 14 будет продолжаться вплоть до полного открытия. При полностью открытом вентиле 14 ограничитель 27 хода снимает сигнал на

969918 первом выходе с реверсивного устройства 31 и выдает сигнал со своего второго выхода на блок 29 задержки. По истечении задержки времени, если приращение температуры сегмента не прекратится, с выхода блока 29 задержки поступает сигнал на третий вход блока 26 автоматического управления и последний отключится. Одновременно сигнал с выхода блока 29 задержки поступает на второй вход реверсивного пускового устройства 32.

Последний срабатывает и включает электропривод 17 на закрытие вентиля 15 сегмента 3 подшипника 1. В результате уменьшения проходного сечения вентиля 15 произойдет перераспределение потоков масла между сегментами 2 и 3, что приведет к выравниванию температур сегмента 2 и подводимого масла. Как только температура последних сравняется, процесс регулирования в системе гидростатического подъема ротора прекратится.

Если же в режиме гидростатического подъема ротора температура сегмента 3 не будет равна температуре масла, то процесс автоматического управления подачи масла в камеры . гидроподъема будет осуществляться аналогично вышеописанному элементами,24,26,28,30 и 32.

Возможен второй случай нарушения нормальной работы системы. Из-за перераспределения нагрузок один из . сегментов, например сегмент 2, оказывается прижатым к шейке 4 вала. В этом случае его температура станет равной температуре вала. Тогда с выходов усилителей 8 и 11 от датчиков

6 и 10 температур подаются равные по величине сигналы на первый и второй входы коммутатора 33. Последний формирует и выдает сигнал на вторые входы блока 25 автоматического управления и ограничителя 27 хода. В этом случае блок 25 автоматического управления будет заперт на период присутствия сигнала на его втором входе. В результате получения сигнала с коммутатора 33 ограничитель

27 хода формирует и выдает сигнал на реверсивное пусковое устройство 31, которое включает электропривод 16 до полного открытия вентиля 14.

В результате увеличения подачи масла к камерам гидроподъема и установления зазора между поверхностями трения температуры сегмента 2 и шейки 4 начнут отличаться друг от друга. Из-за рассогласования сигналов на входе коммутатора 33 последний снимает выходной сигнал с блока

25 автоматического управления и ограничителя 27 хода.

Дальнейшее поддержание заданной температуры во всех точках будет осуществляться блоками 23 и 24 от усилителя 22.

Предлагаемая система позволяет

С отказаться от установки на подшипниках турбомашины дополнительных датчике перемещения с собственной системой измерения, а также исключает износ поверхности трения сегментов.

10 Тем самым повышается надежность.

Формула изобретения

Система автоматического управления гидростатическнм подъемом рото,ра турбомашины, содержащая вентили .на линиях подвода масла в камеры гидроподъема каждого несущего сег2О мента подшипника, пусковые устройства электроприводов этих вентилей и датчики температуры каждого из сегментов, температуры вала и температуры масла, о т л и ч а ю—

25 щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, в нее введены по, числу несущих сегментов блоки срав нения, блоки автоматического управления, блоки задержки, коммутаторы и ограничители хода, а датчик тем пературы каждого из сегментов подключен к входу соответствующего блока сравнения и к входу соответствуи щего коммутатора, датчик температуры вала подключен к входам всех комЗ5.мутаторов, а датчик температуры масла — к входам всех блоков сравнения, выход каждого из которых через соответствующие блок автоматического управления и ограничитель хода под40 ключен к входу пускового устройства электропривода соответствующего вену тиля, причем выход каждого коммутатора подключен к входам соответствующих блока автоматического управле45 ния и ограничителя хода, а выход каждого из ограничителей подключен также через блок задержки к входам блока автоматического управления и пускового устройства для другого не5g сущего сегмента;

Источники информации, I принятые во внимание при экспертизе

1. Коваль Г.С. и др. Испытания и опыт эксплуатации радиальных сегментных подшипников и системы гидроподъема роторов К-500-240-2 ХТГЗ".

В кн. "Котельные и турбинные установки энергоблоков мощностью 500800 NBT" Под ред. Дорощука В.Е, и

Рубина В.Б. М., "Энергия", 1979, с.371-380.

969918

Составитель A. Калашников

Редактор В.Пилипенко Техред Т.Фанта Корректор Г. Решетник

Ф

Заказ 8342/37 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4