Устройство для срыва вакуума паровой турбины Советский патент 1983 года по МПК F16K17/16 F01D21/14 

Изобретение относится к устройствам защиты конденсационных паровых турбин от чрезмерного повьшения давления пара ,н частоты вращения ротора и предназначено для использования на ввахлопных патрубках указанных турбин.

Известно устройство для срыва вакуума и защиты конденсационных паровых турбин, содержащее шарнирно укрепленный на выхлопном патрубке клапан, установленный с зазором в отверстии, выполненном в стенке патрубка, и разрывную мембрану, перекрывающую этот зазор 1.

В связи с односторонним открытием клапана это устройство нельзя использовать для принудительного срыва вакуума при необходимости защиты турбины от чрезмерного повыаения частоты вращения ротора.

известно также устройство для срыва вак.-ума паровой, турбины, содержащее шарнирно укрепленный на выклопном патрубке клапан, установпенный в отверстии стенки патрубка с перекрываемым разрывной мембраной зазором и сна«5женный опорным выступом, контактирующим с подвижным упором, приводной механизм с управляющим

электромагнитом, опору и приспособление для опробования с переменным упором, возвратной пружиной и штоком f 2J.

Недостатком этого устройства является пониженная надежность защиты турбины, обусловленная выключением устройства на время опробования (расхаживания) его приводного механизма,

10 проводимого к тому же с.неполным охватом его элементов {не расхаживается поворотный рычаг) , а также наличием в приводном Механизме и приспособлении для его опробования сер15вомоторов с поршнями , трубопроводов с арматурой и т.д., что усложняет устройство.

Цель изобретения - повыиение надежности защиты турбины путем упро20щения устройства и обеспечения возможности его срабатывания во время опробования элементов его приводного механизма, а также путем уменьшения усилий, действующих,в шарнирных

25 .соединениях ры11агов, Указанная цель достигается тем, что подвижный упор выполнен в виде цилиндра, закрепленного на вертикально подвешенной к опоре серьге,

30 а приводной механизм - в виде двух

шарнирно сочлененных между собою и расположенных на одной прямой,, перпендикулярной к вертикальной оси серьги, рычагов, один из которых соединен с опорой и управляющим электромагнитом, а другой - шарнирно с подвижным упором.

При этом устройство снабжено дополнительным с отключающим реле эле{тромагнитом, связанным с переменным упором, выполненным в виде гильзы, контактирующей со штоком и связанной с возвратной пружиной.

Угол наклона общей нормали к контактирующим поверхностям подвижного упора и опорного .выступа в точках их контакта к вертикали равен фактическому углу трения указанных поверхностей.

Нафиг. 1 показана схема устройства для срыва вакуума на фиг. 2 схема для соблюдения условия равновесия рычага при отсутствии усилий на рычаг со стороны подвижного -упора

Устройство установлено на стенке выхлопного патрубка 1, в отверстие которого с зазором, перекрытым разрывной мембраной 2, вставлен клапан 3 на шарнирной петле 4. Опорный выступ 5 клапана 3 опирается на подвижный упор 6, выполненный, в виде цилиндра, закрепленного на вертикально подвешенной серьге 7. Приводной механизм выполнен в виде двух шарнирно сочлененных между собою и расположенных на одной прямой, перпендикулярной к вертикальной оси серьги 7, рычагов 8 и 9, которые установлены в положение, когда угол Ф (фиг. 2), определяющий взаимное относительное расположение опорного выступа 5 клапана 3 и подвижного упора 6, равен фактическому углу трения контактирующих поверхностей опорного выступа 5 и подвижного упора б, что обеспечивает минимальные усилия в шарнирах рычагов 8 и 9 Рычаг 8 соединен шарнирно с подвижным упором 6, а 9 посредством шарнира 10 - с опорой 11 и через тягу 12 - с управляющим электромагнитом 13. Возвратная пружина 14 приспособления для опробования приводного механизма одним концом связана с переменным упором 15, выполненным в виде гильзы, соединенным с дополнительным электромагнитом 16, а другим - со штоком 17,соединенным с шарниром 18. Устройство снабжено упором 19, конечными выключателями 20 и 21 и релевключения электромагнитов (не показано).

Приводной механизм установлен (фиг, 2)так, что угол (Ч) наклона общей нормали 22 к контактирующим (например, цилиндрическим) поверхностям опорного выступа 5 клапана 3

и подвижного упора 6 в точках их контакта к Вертикали 23, определяющий взаимное относительное положение этих поверхностей при нахождеНИИ рычагов 8 и 9, на одной прямой (удерживае «их в этом положении - во избежание самопроизвольного срабатывания-ложного срыва вакуума возвратной пружиной и упором под одним из них) равен фактическому углу тре ния (} этих поверхностей. Условие равновесия рычага 8 при отсутствии усилий со стороны подвижного упора 6 на рычаг 8 при этом следующее:

Ы; С05Ч-М51И ИЛИ 1 i-gV--tg-P.

5 Устройство для срыва вакуума работает следующим образом.

При нормальной работе турбины, когда срыв вакуума не требуется, рычаги 8 и 9 расположены на одной пря0 мой, управляющий и дополнительный электромагниты 13 и 16 отключены, возвратная пружи ;а 14 прижимает рычаг 9 к упору 19 и клапан 3 выполняет роль обычного атмосферного предох5 ранительного клапана. В случае роста давления в вакуумном пространстве вьше атмосферного появившийся перепад давлений преодолевает вес клапана 3 и, разрывая разрывную мембрану 2,

0 открывает клапан 3 в сторону атмосфер ры, обеспечивая выпуск пара из ваку-умйого пространства. При этом клапан 3 поворачивается вверх на шарнирной петле 4, отходя от подвижного упора 6. Для Приведения клапана в исходное

положение производится его повторная установка с заменой разрывной мембраны 2..

При поступлении от системы защиты

турбины сигнала на срыв вакуума управляющий электромагнит 13 через тягу 12 поворачивает рычаг 9, связанный с рычагом 8, и перемещает подвижный упор б, освобождая опорный выступ 5 клапана 3, после чего клапан 3 под дейст вием атмосферного давления разрывает разрывную мембрану 2 и открывается, поворачиваясь- на петле 4, в сторону вакуумного пространства, сообщая его с атмосферой и обеспечивая тем самым быстрый срыв вакуума. Для приведения клапана в исходное рабочее положение следует поднять клапан 3 выше подвижного упора 6, отключить управляющий электромагнит

13, при этом возвратная пружина 14 возвращает рычаги 8,9 и подвижный упор б в исходное положение, затем опустить клапан 3 его опорным выс тупом 5 на подвижный упор 6. После

этого заменяют разрывную мембрану 2,

Дня опробования всех элементов привода необходимо включить дополнительный, электромагнит 1,6, который перемещает переменный упор 15 в крайнее нижнее положение, сократив возможность перемещения штока 17 и свя занного с ним шарнира 18 вверх. Переменный упор 15, достигнув нижнего положения, включает контакт концево го выключателя 20, который при этом подает напряжение на управляющий электромагнит 13, последний через т ги 12 поворачивает рычаг 9 на ограниченный переменным /порем 15 ход. При этом рычаг 8 перемещает подвижный упор € иод опорным выступом 5 клапана 3. Шарнир 18, в конце ограничейного хода, включает контакт концевого выключателя 21, подавая тем самым сигнал о нормальной работе всех эле1ментов привода и. одновременно отключая управляющий электромагнит 13. Возвратная пружина 14 возвращает рычаг 9 и управлягаций электромагнит 13 в исходное рабрчее положение, iпосле чего отключается дополнитёльный электромагнит 16 и возвратная пружина 14 возвращает переменный уп 15 в рабочее положение. При поступлении от системы згицит сигнала на срыв вакуума во время оп робования реле отключает дополнител ный электромагнит 16 и включает управлятаций электромагнит 13 одновремен но. Следовательно, во время опробования защита срабатывает в любой мо мент (не отключается). Таким образом, предлагаемое устройство для срыва вакуума турбины обладает повышенной надежностью за счет упрощения конструкции приводно го механизма (замена привода с гидравлическим сервомотором - рычажным обеспечения возможности срабатывани при поступлении сигнала на срыв вакуума во время опробования {замена сервомотора с подвижной пластиной электромагнитом с переменным упором и возможности опробования всех элементов приводного механизма. , Формула изобретения 1.Устройство для срыва.вакуума паровой турбины, содержащее шарнирно укрепленный на выхлопном патрубке клапан, установленный в отверстии стенки патрубка с перекрываемым разрывной мембраной зазором и снабженный опорным выступом, контактирующим с подвижным упором, приводной механизм с управляющим электромагнитом, опору и приспособление для опробования с переменным упором, возвратной пружиной и штоком, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности защиты турбины, подвижный упор выполнен в виде закрепленного на вертикально подвешенной к опоре серьге цилиндра, а приводной механизм - в виде двух шарнирно сочлененных между собою и расположенных на одной прямой, перпендикулярной к вертикальной оси серьги, рычагов, один из которых соединен с опорой и управлякацим электромагнитом, а- другой шарнирно с подвижным упором. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что оно снабжено дополнительным с отключающим реле электромагнитом, связанным с переменным упором, выполненным в виде гильзы, контактирующей со штоком и связанной с возвратной пружиной. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол наклона общей нормали к контактирующим поверхностям подвижного упора и опорного выступа в точках их контакта к вертикали равен фактическому углу трения указанных поверхностей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Тубянский Л.И., Френкель Л.Д. Парошле турбины высокого давления ЛМЗ, М.-Л., Госэнергоиздат, 1956, с. 239. 2.Авторское свидетельство СССЗ 617653, кл.Р 16 К 17/16, 1975.