Система автоматического регулирования турбины Советский патент 1983 года по МПК F01D17/20 

Изобретение относится к теплоэнер гетике И-может быть использовано в многорежимных системах управления Жаровыми турбинами. Известны системы автоматического регулирования турбины, содержащие датчики параметров турбины, подключенные вместе с задатчиками уставок к блокам сравнения, выходы которых связаны с исполнительными органами 1 . Однако эти системы не обеспечивают достаточно высокого качества переходных процессов,.в том числе при переключениях режимов работы. Наиболее близкой к предлагаемой является система автоматического регулирования турбины, содержащая датчики параметров турбины, подключенные через операционные преобразователи к многоканальному коммутатору соединенному с выходным вычислителем, и шифратор управления режимс1Ми, выход которого подключен k управляющим входам коммутатора,а входы к выходам многоканального блока срав нения, связанного своими входами с задатчиком уставок и с выходами операционных преобразователей 2 . . Недостаток известной системы - ее сложная реализация. Цель изобретения - упрощение реализации системы. Поставленная цель достигается тем, что в систему автоматического регулирования турбины, содержащую датчики параметров турбины, подключенные через операционные преобразователи к многоканальному коммутатору, соединенному с выходным вычислителем, и шифратор управления режимами, выход которого подключен к управляющим входам коммутатора, а входы - к,выходам многоканального блока сравнения, связанного своими входами с задатчиком уставок и с выходами on рационных преобразователей, введены дополнительный вычислитель и многорежимный интегратор, выполненный в виде межрежимных и рабочих формирова телей направления и формирователей скоростей интегрирования, подключен|ных через дополнительный коммутатор к входам реверсивного счетчика с выходным преобразователем кода, выход которого является выходом многорежим ного интегратора и соединен с входом выходного вычислителя и с одним из входов многоканального блока сравнения, подключенного также к выходам датчиков параметров турбины, межрежимный формирователь скорости интегрирования выполнен в виде генератору импульсов высокой частрты, межрежимный и рабочий формирователи направле ния интегрирования выполнены в виде двухпозиционных нуль-органов и соединены входами соответственно с выходом выходного вычислителя и с выходом дополнительного вычиcлитeJJя, рабочий формирователь скорости интегрирования выполнен в виде выходного кодоуправляемого делителя частоты и входного преобразователя параметра в частоту, соединенного входом с выходом дополнительного вычислителя, входы . которого подключены к выходам многоканального коммутатора, кодовые входы кодоуправляемого делителя частоты и управляющие входы дрполнительнЬго коммутатора подсоединены к выходу шифратора управления режимами, соединенного также с входами операционных преобразователей. На фиг, 1 представлена схема предлагаемой системы автоматического регулирования турбины, на . 2 пример практического выполнения операционного преобразователя с программной частью, способной к режиму слежения за сигналами соответствующих датчиков параметров турбины. Система автоматического регулирования турбины (фиг.1) содержит группу датчиков 1 параметров турбины, группу операционных преобразователей 2 с выходными сигналами пропорциональных Д X , ..., А Xjf, ,. , , 4 Хе, ..., дифференциальных оХ, ., , , I о Xg , t.i (jX/u, составляклпих сигнала регулирования, кодоуправляемый многоканальный коммутатор 3, выходной вычислитель 4, выполненный, например в виде сумматора, шифратор 5 управления режимами, многоканальный блок 6 сравнения, задатчик 7 уставок, дополнительный вычислитель 8, выполненный, например в виде сумматора, многорежимный интегратор 9. Многорежимный интегратор 9 включает в себя межрежимный формирователь 10 направления интегрирования, рабочий формирователь 11 направления интегрирования, межрежимный формирователь 12 скорости интегрирования, рабочий формирователь 13 скорости интегрирования, выполненный в виде входного преобразователя 14 параметра в частоту и выходного кодоуправляемого делителя 15 частоты, дополнительный Коммутатор 16, реверсивный счетчик 17 и выходной.преобразователь 18 кода, образующие дополнительный интегратор 19. Шифратор 5 управления режимами имеет дополнительные выходы - первый 20, второй 21, третий 22. Выходной вычислитель 4 имеет вход 23 интегральной составляющей и дополнительный выход 24. Исполнительный орган 25 связан своим входом с основным выходом выходного вычислителя 4, а своими выходами с датчиками 26 положения сервомо торов и с датчиками 27 положения отсечных золотников. Турбина 28 связана своими выходаьда 29 с группой датчиков 1 парамет-, ров турбины. . На фиг. 2 показан один из каналов 30 операционного преобразования, который содержит весовые резисторы 31, дифференцирующие элементы 32, выходы пропорциональных д Xf, .... д Xt и. ;дифференциальных .6 Х{ ,,.., jXj, со- ставляющих сигнала регулирования, многовходовой сумматор 33, программную часть -34, состоящую из многорежимного интегратора 35, выполненного аналогично интегратору 9, сумматора .36 задатчика 37 параметра, источника 38 программного кода и напряжения. Программная часть 34 имеет вход включения режима слежения, который являетсятретьим выходом 22 шифратора 5 управления режимами (фиг. 1). Операционный преобразователь имеет вход 39 измеренного параметра от одт ной из групп датчиков параметров турбины. . Система автоматического регулирования турбины работает следукяцн рбразом. По командам от шифратора 5 управления режимами коммутируются на вход выходного вычислителя 4 и на один из входов дополнительного вычислителя 8 необходимые для (Данного режима сигналы. Сигнал с второго дополнительного выхода 21 шифратора 5 управления режимами устанавливает коммутатор 16 многорежимного интегратора 9 в режим пропускания на входы реверсивного счетчика 17 сигналов суммирования ;или вычитания от рабочего формироват|теля 11 направления интегрирования и .сигналов от рабочего формироватегля 13 скорости интегрирования. Пусть выходной сигнал дополнительного, вычислителя 8, определяемый как разность между программной и измеренной величинами параметра регулирования, является положительным. В этом случае рабочий формирователь 11 направления интегрирования, выполненный, например в виде нуль-органа, формирует .на своем выходе сигнал сумкирования, а входной преобразователь/14 параметра в частоту, выполненный, например в виде преобразователя напр жения в частоту, формирует частоту, пропорциональную величине своего вхо ного сигнала. Величина этой частот, больше необходимой для любого из режимов регулирования избранного параметра.. Однако кодоуправляемый делитель 15 частоты делит эту частоту до необходимой величины. Коэффициент деления кодоуправляемого делителя 15 чёгстоты задается кодом с первого дополнительного выхода 20 шифратораЗ управления режимами. Код определяется режимом. Таким образом, рабочий формирователь скорости интегрирования обеспечивает интегрирование выбранного сигнала рассогласования с необходимой для любого выбранного режима скоростью. Выделение одного общего для всех режи- мов интегратора позволяет осуществить действительно многорежимную систему 5егулированйя, в которой переключение режимов или изменение коэффициенто в передачи сигналов пропорциональной составляющей в выбранном режиме происходит без толчков турбины. Это осуществляется следующим образом. В момент переключения режимов меняется на входе выходного вычислителя 4 сигнал от кодоуправляемого многоканального коммутатора 3 и на основном выходе выходного вычислителя 4 возникает скачок сигнала. Дополнительный выход 24 повторяет средкияо составляющую основного выходного сигнгша. Скачок выходного сигнала выходного вычислителя 4 автоматически компен|сируется многорежимным интегратором 9 за короткое для исполнительных органов время. Для автсялатичеркой компенсации скачка по команде с второго Дополнительного выхода 21 шифратора iS управления режимами происходит переключение кс «иутатрра 16 на пропус-кание сигнгшов от межрежимного формирователя 12 скорости интегрирования, выполненного, например в виде генератора высокой (1 МГц) частоты, и от межрежимного формирователя 10 направления интегрирования, выполненного в виде нуль-органа.i В соответствии с величиной сигнала с дополнительного выхода 24 выходного вычислителя 4 мекрёжимный формирователь 10 скорости интегрирования формирует сигнал суммирования или вычитания. Реверсивный счетчик 17 с большой скоростью изменяет свое состояние в сторону суммирования или вычитания до тех пор, пока сигнал на дополнительном выходе 24 выходного вычислителя 4 не становится рав-; |ным нулю. Это значит,, что система р1Втоматического регулирования турбины приходит в состояние, соответствующее установившемуся режиму регулирования, и толчка турбины не происходит. Через О, с шифратор 5 управления режимами снимает сигнал на вторам дополнительном выходе 21, и многорехимный интегратор- 9 переключается с режима компенсации в рабочий режим, начиная отрабатывать сигналы рабочих формирователей направления и скорости интегрирования. Отключение не участвующих в выбранном режиме операционных преобразо-. вателей (кроме операционного преобразователя канала поддержания частот сети) производится не коммутацией их выходных сигналов, а включением режима слежения программной части операционного преобразователя за сигнал ми датчика параметра. В режиме слежения выходные сигналы дХ и JX операционного преобразо вателя сводятся к нулю следуюищм образом. Н выходы 21 включения режима слежения (фиг. 2) поступает сигнал, переводящий канал 30 операционного преобразования в режим слежения за .изк1еренным паргилетром. Это происзЬоди благодаря переключению программной части 34 с режима отработки сигнала задатчика 37 параметра в режим отработки нулевого выхода многовходового сумматора 33 через многорежимный интегратор 35, который в режиме ележения пропускает на входы реверсивного счетчика 17 ся1гналы от межрежимных формирователей 12 скорости и 10 направления. Подключение бперагдаонного преоб-г разователя в кангш регулирования про изводится снятием режима слежения, что обеспечивает при переключении режимов нулевой начальный сигнал пропорциональной составляющей на входе выходного вычислителя 4 и на выходе дополнительного вычислителя 8 (на рабочем входе многорежимного интегратора). Поэтому мощность турби ны после смены peiioiMpB остается неизменной, если не возникают возмуще ния по параметру, регулирование которого происходит относительно этого уровня мощности, пока система или оператор не изменяют программного значения регулируемого параметра. Кодоуправляемый многокангшьный коммутатор 3 предназначен для изменения коэффициента передачи пропорциональных и дифференциальных составляющих сигналов рассогласования путем пропускания разнЕлх весовых зна чений этих сигналов, сформированных на разных выходах, например, & Х, ... (}Х(, .., XK одного и того же операционного преобразователя -30. Кроме того, кодоуправляемый многоканальный коммутатор 3 позволяет подавать на входы выходного вычислителя 4 и дополнительного вычислителя 8 сигналы от разных операционных преобразователей, то есть формировать пропорциональную и интегральную составляющие алгоритмов регулирования с использованием различных сочетаний сигналов рассогласований. Это позволяет осуществить регулирование в таких режимах работц турбины АЭС, как комбинированный режим поддержания частоты и мощности, при котором агрегат быстро реагирует на изменение частоты по сигнешу пропорциональной составляющей по частоте и возвращается к заданной мощности по сигналу интегральной составляющей по мощности. Таким образом, введение следящих режимов операционных преобразователей и введение многорежймного интегратора с его связями позволяет, упростить схемуэлектронной части системы автоматического регулирования посредством замены сложного, мгогоканапьного усилителя с цифровыми элементами изменения коэффициентов усиления в каждом из каналов на более простой многоканальный крдоуправляемый электронный коммутатор, повысить качество работы системы автоматического регулирования турбины путем обеспечения плавного (без существенных изменений мощности) переключения режимов и последующего регулирования нового параметра или старого, но с другим коэффициентом передачи, а также повысить стабильносфь электронной части систе№1 автоматического регулирования посредством замены нескольких интеграторов йа один, постоянно : включенный в контур системы. Преимущества предлагаемой системы автО1атического регулирования турби1Ш позволяют обеспечить с повышенным качеством все необходимые для турбины атомной электростанций режимы ее работы в энергосистеме.

СИСТЕ1-1А АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБИНЫ, содержащая датчики параметров турбины, подключенные через операционные преобразователи к многоканальному коммутато-; ру, соединенному с выходным вычислителем, и ишфратор управления режи- , MctMH, ВЫХОД которого подключен к управляюощм входам коммутатора, a вхоЛл - к выходам многоканального блока сравнения связанного своими входами с задатчиком уставок и с выхо- : дами операционных преобразователей, о т л и ч a ю лц a я с я тем,, что, с целью упрсяценйя реализаций систе,- ; мы, в нее введены дополнительный вычислитель и многорежимный интегра- тор/ выполненнь1й в виде межрежимншс и рабочих формирователей направлений. ; и формирователей скоростей интегрй-.рованйя, подключенных через дополни тельный коммутатор к входам реверсивного счетчика с выходным преобразователем кода, ВЫХОД которого является ВЫХОДОМ многорежймного интегратора и соедаНен с входом выходного вычислителя и с одним из входов многоканального блока сравнейия, подклйченного также к выходам датчиков параметров турбины, межрежимный формирователь скорости интегрирования выполнен в виде генератора импульсов высокой частоты, мёжрежимный и рабочий Фо1 мирователи направления интегрирования выполнены в виде двухпозиционных нуль-органов и соединены вхо: Дами соответственно с выходом выходного вычислителя и с выходом дополнительного вычислителе;, рабочий формирователь скорости интегрирования выполнен в виде выходного кодоупраВляемого делителя частоты и входного преобра.зователя параметра, в частоту, соединенного ВХОДОМ с выходом допол- 5 нительного1 вычислителя, входы которого подключены к выходгш многоканального коммутатора, кодовые входа 1 кодоуправляемого делителя частоты и управлякячие входы дополнительного коммутатора подсоединены к выходу ;шифратора управления режимами,.соединенного также с входами операцион-L ;ных преобразователей.