СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ АВТОЗАТВОРОМ СТОПОРНОГО КЛАПАНА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2001 года по МПК F01D21/18 F01D17/10 F01L25/02 

Изобретение относится к энергомашиностроению, в частности к турбиностроению.

В паротурбинных установках электростанций на трубопроводе от парогенератора к паровой турбине устанавливается по меньшей мере один стопорный клапан с приводом, называемым автоматическим затвором (автозатвором), установленным непосредственно на корпусе стопорного клапана или вблизи него.

Стопорный клапан предназначен для прекращения подвода пара к турбине в аварийных ситуациях, с целью предотвращения ее повреждения путем его закрытия с помощью автозатвора.

Автозатвор управляется, как правило, гидравлической системой регулирования и защиты турбины с использованием в качестве рабочей жидкости минерального масла.

Известные гидравлические схемы управления автозатвором стопорного клапана паровой турбины предусматривают подвод масла в силовую линию автозатвора для открытия стопорного клапана непосредственно от насоса [1].

Наиболее близкой к изобретению является схема управления автозатвором стопорного клапана турбины, изображенная на фиг. 1 [2].

Схема применяется в системах регулирования ОАО "Турбомоторный з-д".

К автозатвору 1 подводятся импульсная линия 2 от механизма управления турбиной (МУТ) 3, соединенная с исполнительным устройством противоаварийной защиты турбины - золотниками автомата безопасности (ЗАБ) 4, и силовая линия масла 5, необходимая для открытия стопорного клапана, через обратный клапан 6 из напорной линии насосов: пускового 7 на режимах пуска и останова турбины и главного масляного насоса 8 с приводом непосредственно от вала турбины - на режимах работы турбины на холостом ходу и под нагрузкой.

Взведение автозатвора (открытие стопорного клапана) осуществляется подачей масла из напорной линии насосов с помощью МУТ сначала к ЗАБ, что обеспечивает их готовность к срабатыванию, затем через дроссельное окно, встроенное в МУТ, в импульсную камеру 9 автозатвора, в результате чего давление в ней повышается, усилие на верхний торец золотника 10 от давления масла преодолевает усилие пружины растяжения 11, и золотник 10 перемещается вниз, открывая подвод масла из силовой линии 5 через окна 12 камеры 13 под поршень 14, поток которого соединен тягами со штоком стопорного клапана (на фиг. 1 не показано); усилие от давления силового масла на поршень преодолевает усилие пружин сжатия 15, и поршень перемещается вверх, открывая стопорный клапан.

При поступлении к ЗАБ сигнала на отключение турбины от противоаварийной защиты или при оперативном отключающем воздействии на ЗАБ последние срабатывают, открывая слив из импульсной линии 2; давление масла в камере 9 уменьшается, золотник 10 под действием пружины и постоянного усилия от давления силового масла перемещается вверх, перекрывая доступ силового масла через окно 12 под поршень и открывал слив из-под него, в результате чего поршень 14 усилием пружин 15 перемещается вниз, закрывая стопорный клапан.

При оперативном закрытии стопорного клапана с помощью МУТ перекрывается доступ масла в импульсную линию 2, и давление в ней вследствие наличия в ЗАБ специальных дренажных отверстий уменьшается, что так же, как при срабатывании ЗАБ, приводит к закрытию стопорного клапана.

Описанная схема управления автозатвором стопорного клапана имеет недостаток в том, что подвод силового масла к автозатвору непосредственно из напорной линии насосов, в случае нарушения плотности фланцевого соединения трубопровода к корпусу автозатвора или повреждения трубопровода и возгорания масла вследствие попадания его на горячие части стопорного клапана и паропроводов, а также по другим причинам, не позволяет пресечь поступление масла по трубопроводу, пока не прекратится подача масла or главного или пускового насоса, что способствует развитию пожара.

Недостатком схемы является также невозможность закрытия стопорного с помощью МУТ или ЗАБ в случае потери подвижности золотника 10 вследствие его заедания, так как при этом невозможно открыть слив масла из под поршня через окно 12, что представляет опасность возникновения или развития аварийной ситуации.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение пожаробезопасности схемы управления автозатвором стопорного клапана и повышение надежности закрытия стопорного клапана в случае заедания золотника автозатвора путем изменения схемы подвода масла к автозатвору.

Изобретение изображено на фиг. 2.

Существенным признаком изобретения является общий подвод масла к автозатвору 1 из напорной линии насосов через МУТ 3 как в импульсную 2, так и в силовую линию 5.

Взведение автозатвора (открытие стопорного клапана) осуществляется подачей масла с помощью МУТ 3 из напорной линии насосов, куда оно подается через обратный клапан 6, либо от пускового насоса 7 на режимах пуска и останова турбины, либо от главного масляного насоса 8, расположенного на валу турбины, - на режимах работы турбины на холостом ходу и под нагрузкой. При этом масло поступает сначала к ЗАБ 4, что обеспечивает их готовность к срабатыванию, затем через дроссельное окно, встроенное в МУТ, в импульсную линию 2, и силовую линию 5.

При этом давление в камерах 9 и 13 повышается, усилие на верхний торец золотника 10 от давления масла преодолевает усилие пружины растяжения 11, золотник перемещается вниз, открывая подвод масла через окна 12 под поршень 14, шток которого соединен тягами со штоком стопорного клапана (на фиг. 2 не показано); усилие от давления масла на поршень преодолевает усилие пружин сжатия 15, и поршень перемещается вверх, открывая стопорный клапан.

При поступлении к ЗАБ сигнала на отключение турбины от противоаварийной защиты или при оперативном отключающем воздействии на ЗАБ, последние срабатывают, открывая слив импульсного и силового масла, т.е. слив из камер 9 и 13 автозатвора, золотник 10 под действием пружины 11 перемещается вверх, открывая слив масла из-под поршня 14, в результате чего поршень усилием пружин 15 перемещается вниз, закрывая стопорный клапан.

При оперативном закрытии стопорного клапана с помощью МУТ перекрывается подача масла в импульсную и силовую линию, которые вследствие наличия в ЗАБ специальных дренажных отверстий опорожняются, что так же, как при срабатывании ЗАБ, приводит к закрытию стопорного клапана.

Таким образом, изобретение выгодно отличается от аналога тем, что при срабатывании ЗАБ происходит слив не только импульсного масла, но и силового, а при оперативном отключении турбины с помощью МУТ отсекается полностью подвод масла к автозатвору, и опорожняется трубопровод между МУТ и автозатвором; в обоих случаях происходит закрытие стопорного клапана даже при заедании золотника 10.

Указанное преимущество изобретения облегчает ликвидацию аварийной ситуации при возникновении пожара.

Источники информации
1. Бененсон Е. И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины". - М.: Энергия, 1976, с. 202-203, 235-237.

2. Бененсон Е.И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 239-241.

Изобретение предназначено для использования в турбиностроении. Схема управления содержит импульсную и силовую линии масла, подводимого в качестве рабочей жидкости к автозатвору через общее дроссельное окно механизма управления турбиной. При этом в случае пожара в зоне стопорного клапана выключения турбины воздействием на исполнительное устройство системы защиты турбины - золотники автомата безопасности обеспечивают слив масла в бак из всего маслопровода автозатвора и закрытие стопорного клапана, что повышает пожаробезопасность схемы управления. 2 ил.

Схема управления автозатвором стопорного клапана паровой турбины, содержащая импульсную и силовую линии масла, подводимого в качестве рабочей жидкости к автозатвору, отличающаяся тем, что, с целью повышения пожарной безопасности и надежности работы автозатвора, подвод масла в них от насоса выполнен через общее дроссельное окно механизма управления турбиной.