БЛОК РЕГУЛИРУЮЩИХ КЛАПАНОВ ДЛЯ ПАРОВПУСКА ЦИЛИНДРА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 1997 года по МПК F01D17/10 

Изобретение относится к устройствам системы соплового парораспределения паровых турбин, а более точно к блоку регулирующих клапанов, предназначенному для паровпуска цилиндра паровой турбины, преимущественно с высокими параметрами пара.

Как известно, в системах соплового парораспределения для паровпуска используется несколько регулирующих клапанов, организованных в общем блоке и управляемых одним или несколькими сервомоторами с осуществлением их поочередного открытия в определенной последовательности. Выполнение блока клапанов с индивидуальными сервомоторами для каждого клапана позволяет наиболее просто обеспечить нужный закон изменения расхода пара и высокую надежность работы. Однако при этом существенно увеличивается металлоемкость и пространство, занимаемое блоком клапанов.

Известны решения, позволяющие уменьшить число сервомоторов до одного с помощью механической передаточной системы, обеспечивающей поочередное открытие клапанов. К ним относится, в частности блок регулирующих клапанов, содержащий клапанную коробку, в которой размещены клапаны со штоком разной длины и с упорной гайкой на конце, подъемную траверсу, через которую проходят штоки клапанов, и скрепленные с траверсой тяги, а также расположенные за клапанной коробкой сервомотор и рычажный механизм для передачи усилия от сервомотора к тягам клапанов [1] Такое исполнение блока регулирующих клапанов является достаточно простым и надежным, однако оно не позволяет задавать нужную характеристику открытия клапанов. Кроме того, рядное расположение клапанов относительно паровпуска применимо только при умеренных параметрах пара.

Известен другой блок регулирующих клапанов с управлением от одного сервомотора, но с расположением клапанов вокруг паровпуска цилиндра паровой турбины. Такой блок регулирующих клапанов, являющийся ближайшим аналогом настоящего изобретения, содержит размещенные в индивидуальных корпусах клапаны, штоки которых через механическую передаточную систему с рычажным механизмом связаны с сервомотором [2] В таком известном блоке клапанов механическая передаточная система кроме рычажного механизма содержит зубчатореечную передачу и кулачковый вал, кулачки которого непосредственно воздействуют на штоки клапанов, осуществляя их открытие по заданной характеристике, определяемой профилем кулачков. Последнее обеспечивает большие возможности для задания оптимального закона измерения расхода пара на паровпуске в цилиндр паровой турбины, чем описанный выше аналог. Однако наличие кулачкового вала является существенным недостатком этого известного блока регулирующих клапанов, так как при больших усилиях, передаваемых в период открытия клапанов, подшипники кулачкового вала испытывают значительные нагрузки, а между кулачками и контактными площадками штоков создаются большие силы трения. Это может привести к разрушению подшипников и заклиниванию кулачковой пары.

В основу настоящего изобретения положена задача создания такого блока регулирующих клапанов, который при индивидуальном расположении клапанов вокруг паровпуска и широкой вариабельности по закону изменения расхода пара имел бы возможно более простую и высоконадежную механическую передаточную систему от сервомотора к штокам клапанов.

Эта задача решена в блоке регулирующих клапанов, содержащем размещенные в индивидуальных корпусах клапаны, штоки которых через механическую передаточную систему связаны с сервомотором, в котором в соответствии с сущностью настоящего изобретения блок оснащен по меньшей мере двумя сервомоторами, каждый из которых установлен на одном клапане, а через рычажный механизм в качестве единственного звена механической передаточной системы соединен с по меньшей мере еще одним штоком другого клапана, при этом в передаточной цепи от сервомотора к штоку, указанного вторым, клапана выполнен люфт, величина которого соответствует сумме величины хода на эффективное открытие первого клапана и величины дополнительного хода этого же клапана с учетом заданной задержки в последовательности открытия второго клапана, управляемого этим же сервомотором.

В соответствии с указанным решением один сервомотор может управлять двумя или более клапанами, штоки которых последовательно связаны рычажными механизмами, а благодаря указанному люфту обеспечивать широкую вариабельность выбора закона изменения расхода пара на паровпуске. Вместе с тем использование только рычажного механизма для приведения в действие второго по последовательности открытия клапана обеспечивает простоту и высокую надежность работы приводной системы клапанов.

Люфт в соответствии с основным решением может быть образован в любом месте, в частности между штоком второго клапана и приводящим его в действие рычагом, а также в опоре рычажного механизма в виде телескопического звена. Однако предпочтительнее образовать этот люфт с помощью элементов сервомотора, так как это будет гарантировать его от вредного воздействия окружающей среды.

Сущность настоящего изобретения поясняется далее подробным описанием одного из примеров его реализации, изображенного на прилагаемом чертеже, который показывает блок регулирующих клапанов для паровпуска паровой турбины с продольным разрезом по двум клапанам, управляемым общим сервомотором.

На чертеже показан блок регулирующих клапанов для паровпуска цилиндра паровой турбины. Он состоит из четырех размещенных в индивидуальных корпусах клапанов 1 4. Клапаны 1 и 3 управляются от сервомотора 5, а клапаны 2 и 4 - от сервомотора 6. Каждый из сервомоторов 5 и 6 установлен на корпусе одного из клапанов 1 и 2 соответственно. При этом штоки 7 этих клапанов с помощью шарнирного сочленения 8 связаны со штоками 9 сервомоторов. Шток 10 второго из каждой пары клапанов, приводимых одним сервомотором, также с помощью шарнирного сочленения 8 связан с одним из концов рычажного механизма 11. Противоположный конец этого рычажного механизма с помощью тяги 12, закрепленной на корпусе сервомотора, образует опорную ось поворота рычага 11. С осью 13 одного из звеньев рычажного механизма 11 соединен плунжер 14, входящий в полость сервомотора.

Как показано на чертеже, при закрытом положении клапанов, в частности 1 и 3, между верхним концом штока 9 сервомотора 5 и нижним концом плунжера 14 имеется зазор "е", который обеспечивает люфт при передаче усилия после подъема первого клапана 1 ко второму клапану 3. Величина этого зазора "е" равна сумме величины хода на эффективное открытие клапана 1 и величины дополнительного хода этого же клапана с учетом заданной задержки в последовательности открытия клапана 3.

Как известно, под величиной хода на эффективное открытие клапана понимают такой ход, при котором клапан открывается до такой степени, когда давление пара за клапаном, т.е. перед сопловой коробкой, становится близким к давлению пара перед клапаном, и его дальнейшее открытие не оказывает существенного влияния на давления и расход пара. При этом последовательность открытия клапанов обусловливают величину второй составляющей указанной суммы, определяющей величину зазора "е". Так, если клапаны открываются в последовательности 1-2-3-4, после хода каждого предыдущего на эффективное открытие, то вторая составляющая зазора "е" для сервомотора 5 определяется величиной дополнительного хода клапана 1, при котором осуществляется открытие клапана 2 на величину его эффективного хода. Вторая составляющая зазора "е" для сервомотора 6 определяется дополнительным перемещением клапана 2, при котором осуществляется открытие клапана 3 на величину его эффективного хода.

Работа описанного блока регулирующих клапанов осуществляется следующим образом.

Включением сервомотора 5 осуществляют открытие клапана 1 в соответствии с характеристикой, задаваемой обратной связью с командным золотником, как это обычно происходит в известных сервоприводах. После открытия клапана до эффективного значения включают сервомотор 6 и открывают клапан 2. При этом шток 9 сервомотора 5 продолжает свой ход, но дальнейшее открытие клапана 1 за его эффективным значением не оказывает существенного влияния на расход пара. После хода на эффективное открытие клапана 2 люфт "е" в сервомоторе 5 будет выбран и верхний конец его штока 9 упрется в плунжер 14, который, поворачивая рычажный механизм 11, будет открывать клапан 3. После хода на эффективное открытие клапана 3 начнется укрытие клапана 4 сервомотором 6.

Использование: в системах соплового парораспределения паровых турбин. Сущность изобретения: блок содержит два сервомотора 5, 6, каждый из которых управляет двумя клапанами за счет непосредственного соединения штока 9 каждого сервомотора со штоком 7 одного клапана 1 пары и через механическую передаточную систему в виде рычажного механизма 11 со штоком 10 другого клапана 3 пары. При этом в передаточной цепи от каждого сервомотора ко второму клапану образован люфт, в частности в виде зазора "е" между штоком 9 сервомотора и плунжером, соединенным с рычажным механизмом 11. Величина зазора "е" равна сумме величины хода на эффективное открытие первого клапана 1 и величины его дополнительного хода за время, при котором второй по последовательности срабатывания клапан 2 блока откроется на величину его эффективного хода, после чего шток 9 сервомотора 5 своим верхним концом упрется в плунжер 14, который через рычажный механизм 11 начнет приводить в действие второй клапан 3, связанный с этим сервомотором. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Блок регулирующих клапанов для паровпуска цилиндра паровой турбины, содержащий размещенные в индивидуальных корпусах клапаны, штоки которых через механическую передаточную систему с рычажным механизмом связаны с сервомотором, отличающийся тем, что блок оснащен по меньшей мере еще одним сервомотором, каждый из которых установлен на одном клапане и связан с его штоком, а через рычажный механизм соединен по меньшей мере еще с одним штоком другого клапана, при этом в передаточной цепи от сервомотора к штоку указанного вторым клапаном образован люфт, величина которого соответствует сумме величины хода этого же клапана с учетом заданной задержки в последовательности открытия второго клапана, управляемого этим же сервомотором. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что люфт образован с помощью элементов сервомотора.