Устройство для контроля прогрева ротора турбины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1987123

Ф т- *

Ф Ф.. .ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.03.81 (21) 3300695/24-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

F 01 D 19/02

Гееударетеенный комитет

СССР (53) УДК 621.165-57 (088.8) Опубликовано 07.01.83. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 17.01.83 но делам изобретений и открытий у v

В. Л. Похорилер, А. И. Шкляр и Н. И. Косов

/

Уральский ордена Трудового Красного Знамени - .. политехнический институт им. С. М. Кирова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОГРЕВА

РОТОРА ТУРБИНЫ

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации управления режимами работы паровой турбины, например при пуске.

Наиболее близко к изобретению устройство для контроля прогрева ротора турбины, содержащее датчик температуры пара в характерной точке ротора, подключенный к первому входу вычислительного блока, который выполнен в виде элементов памяти, включенных в последовательную цепь с переключателями, связанными с ге 0 нератором тактовых импульсов, и сумматоров, входы которых соединены с выходами элементов памяти, а выходы подключены к выходу вычислительного блока, и задатчик начальных условий, подключенный через второй вход вычислительных бло- ков к входам элементов памяти (11.

Недостатком известного устройства является пониженная точность из-за отсутствия учета двухмерности температурного поля. 20

Цель изобретения — повышение точности контроля путем учета двухмерности температурного поля при переменных условиях теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство .ведены второй вычислительный блок, выходные сумматоры и дополнительный сумматор, выход которого соединен с первым входом второго вычислительного блока, один вход соединен с вторым выходом первого вычислительного блока, а второй вход соединен с первым выходом второго вычислительного блока, подключенным также к одному из входов первого выходного сумматора, другой вход которого соединен с датчиком температуры пара, а второй выходной сумматор своими входами подключен к первому выходу первого вычислительного блока и второму выходу второго блока.

На фиг. 1 показаны схема устройства; на фиг. 2 — вычислительный блок.

Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 температуры пара в характерной точке ротора, датчик 2 режима работы турбины, датчик 3 начальной температуры ротора, задатчик 4 начальных условий, аналого-цифровые преобразователи 5 — 7, генератор 8 тактовых импульсов, два вычислительных блока 9 и 10, функциональный преобразователь 11, выходные сумматоры 12 — 14, 987123

25

1об (") об ( („, (т --— 3 г).

55 умножитель 15 и дополнительный сумматор 16.

Датчик 1 температуры пара через аналого-цифровой преобразователь 5 подключен к первому входу 17 первого выходного сумматора 12 и к первому входу 18 первого вычислительного блока 9, первый выход 19 которого соединен с первым входом

20 второго выходного сумматора 13, а второй выход 21 — с первым входом 22 дополнительного сумматора 16. Датчик 2 режима работы. турбины через аналого-цифровой преобразователь 6 и функциональный преобразователь 11 подключен к первому входу 23 умножителя 15, выход которого соединен с вторым входом 24 дополнительного сумматора 16. Датчик 3 начальной температуры ротора через задатчик 4 начальных условий, представляющий собой ключ, и аналого-цифровой преобразователь 7 подключен к вторым входам 25 и 26 вычислительных блоков 9 и 10. Первый выход 27 вычислительного блока 10 подключен к вторым входам 28 и 29 выходного сумматора

12 и умножителя 15 соответственно, а второй выход 30 вычислительного блока 10 подключен к второму входу 31 выходного сумматора 13. Первые выходы 32 и 33 выходных сумматоров 12 и 13 соединены с входами выходного сумматора 14, а их вторые выходы 34 и 35 и выход выходного сумматора 14 подключены к показывающим и регистрирующим приборам 36 — 38, они также могут подключаться к системе автоматического регулирования (каналы 39).

Каждый из вычислительных блоков 9 и 10 (фиг. 2) состоит из шести элементов памяти 40 — 45, снабженных переключателями 46 — 51, работой которых управляет генератор 8 тактовых импульсов, и сумматоров 52 и 53. Элементы памяти 40 — 42 и 43 — 45 соединены через переключатели

47, 48 и 50, 51 последовательно в две цепи, выходы элементов памяти 40, 41, 44, выходы элементов памяти 42 и 45 и вход 18 блока подключены к входам сумматора 52, вход элемента памяти 43 через переключатель 49 подключен к первому выходу 54 сумматора 52, второй выход 55 которого соединен с вторым выходом 21 блока, выходы элементов памяти 43 — 45, а также третий выход 56 сумматора 52 подключены к входам сумматора 53, выход которого соединен с первым выходом 19 блока.

Выход дополнительного сумматора 16 соединен с первым входом 57 второго вычислительного блока 10.

Принцип, на котором основана работа устройства, связан с разделением температурного поля ротора и всех его параметров на рве составляющие. Параметры этих составляющих формируются соответствующими вычислительными блоками 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный начальной температуре ротора, с выхода датчика 3 начальной температуры подается на вход задатчика 4 начальных условий. При включении устройства ключ задатчика начальных условий замкнут, при этом сигнал, пропорциональный значению температуры (р(0) ротора в начальный момент времени, подается в вычислительные блоки 9 и 10 на входы элементов памяти 40 — 42 первого вычислительного блока 9 и на входы элементов памяти 43 — 45 второго вычислительного блока 10. После этого происходит отключение ключа задатчика 4 начальных условий.

На вход 18 вычислительного блока 9 от датчика 1 температуры пара через аналогоцифровой преобразователь 5 поступает цифровой сигнал, пропорциональный температуре пара, омывающего ротор. Генератор 8 тактовых импульсов через каждый интервал времени 67. производит кратковременное включение переключателей. На входы сумматора 52 с входа 18 блока 9 и с выходов элементов памяти 40 — 42 соответственно подаются сигналы, пропорциональные значениям первой составляющей температуры обогреваемой поверхности ротора t> в момент времени Т и в моменты (Т вЂ” ЬТ), (7. — 2Ж) и (i — ЗЬт ) На выходе сумматора 52 вырабатывается значение первой составляющей температуры осевой расточки ротора („ а ее значения в моменты времени (T. — А), (t-2Ж) и (7. — ЗЖ) с выходов элементов памяти 43—

45 подаются на входы сумматора 52. Это происходит за счет того, что при каждом срабатывании переключателей, управляемых генератором 8 тактовых импульсов, происходит обмен значениями между элементами памяти таким образом, что в каждый момент времени с выходов сумматора

52 может быть снят сигнал, пропорциональный 1 ор (), а с выходов элементов памяти 43 — 45 сигналы, пропорциональные соответстве нно ор (" — > ) т1ор (° — 2 ) 1ор (T — 3 7) .

Суммирование этих сигналов в сумматоре

53 позволяет получить íà его выходе и, соответственно, на выходе блока 9 сигнал, пропорциональный первой составляющей градиента температуры на обогреваембй поверхности ротора — -ф- (т), который а1 поступает на первый вход дополнительного сумматора 16, на второй вход которого с первого выхода 27 вычислительного блока

10 через умножитель 15 поступает сигнал, пропорциональный второй составляющей температуры обогреваемой поверхности ротора t, умноженной на критерий Био.

На вход вычислительного блока 10 с выхода дополнительного сумматора 16 поступает сигнал, пропорциональный второй сос987123

10 тавляющей градиента температуры на обогреваемой поверхности ротора — аамаа — (С) ь

В вычислительном блоке 10, который выполнен аналогично вычислительному блоку

9, суммирование величин, пропорциональных h t2o6 (-„1 1zooo

w аи

Ь1г о6 -2Ь „) 2 (Т gpö ан позволяет получить на выходе вычислительного блока 10 величину второй составляю-. щей температуры осевой расточки ротора

t (й.). Суммирование с весовыми коэффигор циентами величин 1г (т. ), йг (7.— Ж), 6 ческих параметров ротора, теплофизических констант его материала,. величины интервала дй и могут быть предварительно получены путем решения дифференциальных уравнений в частных производных на ЭЦВМ, при этом никаких ограничений на геометрическую форму ротора в рассматриваемой зоне не накладывается.

Таким образом, данное устройство контроля за тепловым состоянием ротора позволяет повысить точность контроля за счет двухмерности температурного поля при переменном коэффициенте теплоотдачи от пара к материалу ротора.

45

1гор (т. — 2Ж) ° 1гйр (т.— 36i) а сумматоре 53 блока 10 позволяет получить на его выходе и на первом выходе 27 вычислительного блока 10 величину второй составляющей температуры обогреваемой поверхности ротора t2 6 (т ), которая поступает на второй вход 29 умножителя 15, на первый вход 23 которого от датчика 2 режима работы турбины через аналого-цифровой преобразователь 6 и функциональный преобразователь 11 поступает цифровой сигнал, пропорциональный величине критерия Био.

Сигнал с выхода умножителя 15 поступает на дополнительный сумматор 16.

Выходная информация устройства формируется выходными сумматорами 12 — 14.

В сумматоре 12 происходит суммирование составляющих температуры обогреваемой поверхности ротора, поступающих с выхода аналого-цифрового преобразователя 5, и первого выхода вычислительного блока 10.

На сумматор 13 поступают с первого выхода вычислительного блока 9 и второго выхода вычислительного блока 10 сигналы, пропорциональные составляющим температуры осевой расточки ротора. Сигналы, пропорциональные соответственно температуре обогреваемой поверхности ротора с выхода сумматора 12 и температуре осевой расточки ротора с выхода сумматора 13, поступают на входы сумматора 14, где формируется величина разности температур обогреваемой поверхности ротора и осевой расточки.

Формирование в вычислительных блоках

9 и 10 указанных величин осуществляется за счет подбора соответствующих коэффициентов на входах сумматоров 52 и 53.

Эти коэффицценты зависят от геометри20

Формула изобретения

Устройство для контроля прогрева ротора турбины, содержащее датчик температуры пара в характерной точке ротора, подключенный к первому входу вычислительного блока, который выполнен в виде элементов памяти, включенных в последовательную цепь с переключателями, связанными с генератором тактовых импульсов, и сумматоров, входы которых соединены с выходами элементов памяти, а выходы подключены к выходу вычислительного блока, и задатчик начальных условий, подключенный через второй вход вычислительного блока к входам элементов памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля путем учета двухмерности температурного поля при переменных условиях теплообмена, в устройство введены второй вычислительный блок, выходные сумматоры и дополнительный сумматор, выход которого соединен с первым входом второго вычислительного блока, один вход соединен с вторым выходом первого вычислительного блока, а второй вход соединен с первым выходом второго вычислительного блока, подключенным также к одному из входов первого выходного сумматора, другой вход которого соединен с датчиком температуры пара, а второй выходной сумматор своими входами подключен к первому выходу первого вычислительного блока и второму выходу второго блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 905501, кл. F О! D 19/02, 1980.

987123

Составитель А. Калашников

Редактор Н. Швыдкая Техред И. Верес 1 Корректор Г. Огар

Заказ 10243/12 Тираж 532. Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.; д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4