Способ контроля накопления поврежденности металла ротора паровой турбины

 

с с (72) Автор изобретения

А. Ш. Лейзерович

1 .м . М Ыщд ф

I I A ТЕ Щ(ф. о зжыуиыйм 1 инс1щрщ Т ;;, 1

Всесоюзный дважды ордена Трудового Краси теплотехнический научно-исследовательски им..Ф. Э. Дзержинского (7! ). Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ HAKOOJlEHHR ПОВРЕжДЕННОСТИ

МЕТАЛЛА РОТОРА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при эксплуатации паровых турбин электростанций для контроля за состоянием металла роторов.

Известны способы контроля накопления поврежденности металла ротора паровой турбины путем измерения вход ной температуры пара во время работы турбины, преобразования этой температуры в значение температуры металла ротора и определения приращения поврежденности за цикл пуск-останов турбины по заданной за цикл наибольшей характерной разности .температур по радиусу ротора $1) .

Эти способы не позволяют достаточ.. но надежно контролировать накопление поврежденности.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля накопления поврежденности металла ротора паровой турбины путем измерения входной.

2 температуры пара во время работы турбины, преобразования этой температуры в значение температуры металла ротора, определения по йолученному значению и по длительности остывания после .прекращения подачи пара характерной предпусковой температуры металла ротора и определения прираще-. ния поврежденности за цикл пуск останов турбины по заданной за цикл наиl большей характерной разности температур по радиусу ротора (2) .

Недостатком данного способа следует считать пониженную надежность кон" троля из-за необходимости моделирования прогрева ротора в процессе контроля с помощью аналогового вычислительного устройства.

Цель .изобретения - повышение наго дежности контроля.

Указанная цель достигается тем, что предварительно определяют для пусков из различных тепловых состоя"

3 9853 ний зависимость между наибольшей за цикл характерной разностью температур по радиусу ротора и характерной предпусковой температурой металла ротора, а в процессе контроля задают наибольшую за цикл характерную разность температур по радиусу ротора на основе указанной зависимости.

На фиг.,1 показана схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2-10 характер эмпирических зависимостей, используемых в способе.

В схему (фиг. 1) входят последовательно включенные датчик 1 входной температуры пара (перед цилиндром), Функциональный преобразователь 2, с помощью которого задается характерная темйература металла ротора во время работы турбины, первый размыкатель 3, апериодическое звено 4, второй раз20 мыкатель 5, элемент 6 памяти, блок

7 определения наибольшего значения характерной разяости температур по радиусу ротора, функциональный преобразователь 8 и счетчик 9 накопления поврежденности металла. Размыкатели

3 и 5 соединены с датчиком 10 состояния турбины, в качестве которого используется концевой указатель положения клапанов на подводе пара в

30 турбину или выключатель генератора.

Функциональный, преобразователь 2 в простейшем виде может быть выполнен в виде сумматора с заданным смещением относительно измеряемой датчиком

1 температуры пара. А периодическое звено 4, которое может быть выполнено в виде интегратора, охваченного отрицательной обратной связью, воспроизводит характеристику остывания ротора и (с) - изменение температуры и металла во времени c . Влияние температуры окружающей среды, за. счет теплообмена которой происходит остывание, учитывается введением дополни" 45 тельных смещений в преобразователе 2 и блоке 7 определения, который в простейшем случае воспроизводит предварительно найденную нелинейную эмпирическую зависимость ь t (t) между наибольшей эа цикл характерной разностью 5 t температур по радиусу ротора и характерной предпусковой температурой t металла ротора. С помощью функционального преобразователя 8 опреде- ляется приращение характерного размера дефекта Ь L за цикл, пропорциональное четвертой степени максимального

30 а за цикл значения растягивающих напряжений, равных сумме постоянной величине напряжений от центробежных сил при номинальной частоте вращения и максимальной величине температурных напряжений, пропорциональной разности t температур. Величина ь Р пропорциональна также квадрату текущего размера дефекта, который может дополнительно вводиться задатчиком 11. К блоку 7 определения для учета влияния технологии пуска через логический элемент 12 может быть дополнительно подключен датчик 1 температуры пара.

Принципиальная схема, приведенная на фиг. j, может рассматриваться также как блок-схема определения накопления поврежденности с помощью информационно-вычислительной системы.

На фиг. 2 показан характер зависимостей t (6), g t (t).

Сйособ осуществляется следующим обобразом.

При прекращении подачи пара в турбину, о чем свидетельствует датчик

10, начинается определение характерной предпусковой температуры металла ротора в процессе остывания от начального уровня, задаваемого преобразователем 2 в соответствии с температурой пара, измеряемой датчиком 1, перед прекращением подачи пара в турбину. В схеме (фиг. 1) это осуществлю ется путем размыкания первого размы-. кателя 3 и. подсоединения вторым размыкателем 5 выхода апериодического звена 4 к входу элемента 6 памяти.

При подаче пара в турбину по сигналу датчика 10 апериодическое звено 4 отключается размыкателем 5 от элемен та 6 памяти. Ilo полученному таким образом значению температуры t металла ротора перед началом пуска в блоке 7 определения находится максимальное значение характерной разности температур по радиу у ротора за цикл пуск останов. Это значение может быть скорректировано в зависимости от температуры пара перед цилиндром в конце пуска, зафиксированной логическим элементом 12, например, по факту стабилизации уровня температуры пара, измеряемой датчиком 1, в течение заданного интервала времени, По полученному значению ьй путем функционального преобразования в преобразователе 8 определяется значение

Формула изобретения

5 . 9853 прекращения характерного размера дефекта за цикл, засылаемое в счетчик 9.

Организация такого контроля обеспечит своевременное предотвращение неустойчивого развития дефекта, соз- S дающего. опасность хрупкого разрушения ротора.

Способ контроля накопления поврежденности металла ротОра паровой турбины путем измерения входной темпе" ратуры пара во время работы турбины, преобразования этой температуры в значение температуры металла ротора, определения по полученному значению и по длительности остывания после прекращения подачи пара характерной пред-2в пусковой температуры металла ротора и определения приращения поврежденности за цикл пуск останов турбины по за30 6 данной за цикл наибольшей характерной разности .температур по радиусу ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, предварительно определяют для пусков из различных тепловых состояний зависимость между н . большей за цикл характерной разностью температур по радиусу ротора и характерной предпусковой температурой металла ротора, а в процессе контроля задают наибольшую за цикл характерную разность температур по радиусу ротора на основе указанной зависимости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Плоткин Е.P. и др. Пусковые режимы паровых турбин энергоблоков. M., "Энергия", 1980, с. 100-102.

2. Авторское свидетельство СССР и 724975, кл. F 01 И 3/00, 1978.

985330

Составитель А. Калашников

Редактор Ю. Середа Техред Т,Наточка . Корректор А. Дзятко

° В ° Ф ю юю ю

Заказ 10118/46 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал llllR "Патент", r. Ужгород; ул. Проектная, 4