Система регулирования питания парогенератора солнечной энергоустановки с тепловым аккумулятором Советский патент 1984 года по МПК F22D5/26 F24J2/20 

Изобретение относится к гелиоэнергетике и может быть использовано в системах автоматизации солнечных электростанций. Известна система регулирования питания парогенератора солнечной энергоустановки с тепловым аккумулятором, содержащая регулятор питания с подключенными к нему датчиками уровня воды в барабане, расхода воды, нагрузки турбины и датчик давления пара, подключенный к регулятору через дифференциатор 1. Недостатком известной системы является снижение точности при изменениях запаса воды в тепловом аккумуляторе. Это обусловлено тем, что величина расхода пара в паропроводе теплового аккумулятора при определенной скорости изменения давления пропорциональна массе зоды, запасенной в аккумуляторе. Кроме того, точность системы снижается в случаях зарядки аккумулятора путем конденсации пара вводом о.хлаждающей воды при постоянном давлеНИИ, когда система не воспринимает расход пара на конденсацию в аккумуляторе из-за постоянства давления, и в случаях разрядки аккумулятора горячей водой через систему расширителей на промежуточные ступени турбины, когда система воспринимает увеличение нагрузки турбины как ложную информацию об увеличении расхода пара .от солнечного парогенератора к турбине. Из-за снижения точности системы могут возникать недопустимые отклонения уровня в барабане солнечного парогенератора, что снижает надежность его работы. Цель изобретения - повышение точности регулирования питания солнечной энергоустановки с тепловым аккумулятором. Поставленная цель достигается тем, что система регулирования питания парогенератора солнечной энергоустановки с тепловым аккумулятором, содержащая регулятор питания с подключенными к нему датчиками уровня воды в барабане, расхода воды, нагрузки турбины и датчик давления пара, подключенный к регулятору через дифференциатор, дополнительно содержит датчик уровня воды в тепловом аккумуляторе и блок умножения, причем датчик давления пара и датчик уровня воды в тепловом аккумуляторе подключены к входам блока умножения, выход которого соединен с входом дифференциатора. На чертеже показана структурная схема системы регулирования питания солнечного барабанного парогенератора. Система содержит регулятор 1, выход которого подключен к регулирующему питательному клапану 2, установленному на подводе воды к барабану 3, паровое пространство которого соединено паропровода.ми с тепловым аккумулятором 4 и с турбиной 5, датчик б уровня воды в барабане, датчик 7 расхода воды, датчик 8 нагрузки турбины и дифференциатор 9, вход которого связан С датчиком 10 давления пара. Система содержит также датчик 11 уровня воды в тепловом аккумуляторе и блок умножения 12. Система работает следующим образом. В исходном состоянии тепловой аккумулятор 4 содержит некоторый запас горячей воды, находящейся в состоянии насыщения при исходном давлении в паровом пространстве. При этом тепловая нагрузка солнечного парогенератора уравновещена нагрузкой турбины, расход пара в паропроводе теплового аккумулятора отсутствует, давление пара, а также и уровень воды в тепловом аккумуляторе остаются постоянными, уровень воды в барабане солнечного парогенератора соответствует заданному, а расход питательной воды равен расходу пара на турбину. В этой ситуации сигнал датчика 7 расхода воды уровновещен сигналом датчика 8 нагрузки турбины, а сигналы дифференциатора 9 и датчика 6 имеют нулевое значение. Регулятор 1 находится в состоянии баланса. В случае снижения солнечной радиации уменьшается расход пара, генерируемый барабаном 3, и в связи с небалансом генерирования и потребления пара начинается снижение давления, вызывающее процесс парообразования в тепловом аккумуляторе 4. Дифференциатор 9, воспринимая скорость снижения давления от датчика 10 в масштабе, задаваемом датчиком 11 через блок умножения 12, формирует отрицательный сигнал по расходу пара в паропроводе аккумулятора 4. На входе регулятора 1 появляется небаланс, создаваемый уменьшившимся против исходного положительным сигналом датчика 8 нагрузки турбины 5 и возникшим отрицательным сигналом дифференциатора 9 при исходной величине отрицательного сигнала датчика 7 расхода воды. Под действием этого небаланса регулятор 1, воздействуя на клапан 2, уменьшает расход воды, не допуская повышения уровня воды в барабане 3. В случае повышения солнечной радиации все процессы происходят аналогичным образом, но в противоположном направлении. В случае снижения нагрузки турбины 5 процессы роста давления, конденсации пара в аккумуляторе 4 и формирования выходного сигнала дифференциатора 9 будут такими же, как и при повышении солнечной радиации. Отличие заключается только в том, что при снижении нагрузки турбины 5 небаланс на входе регулятора 1 не возникает, так как расход пара на турбину 5 уменьшается на величину появившегося расхода пара к аккумулятору 4, а сигнал датчика 8 уменьшается на величину появившегося положительного сигнала дифференциатора 9. Во всех описанных случаях при определенной скорости изменения давления величина расхода пара в паропроводе аккумулятора 4 и величина сигнала дифференциатора 9 одинаково зависят от количества горячей воды, запасенной в аккумуляторе 4. В частности, когда в аккумуляторе 4 нет горячей воды, сигнал датчика

11принимает нулевое значение, из-за чего нулевыми будут сигналы блока умножения

12и дифференциатора 9.

В ходе зарядки аккумулятора 4, проводимой путем конденсации пара вводом в него охлаждающей воды при постоянном давлении, уровень в нем повышается, сигнал датчика 11 увеличивается при постоянном сигнале датчика 10, поэтому дифференциатор 9, воспринимая скорость увеличения сигнал-а датчика 11, формирует положительный сигнал расхода пара к аккумулятору 4. Регулятор 1 поддерживает величину сигнала датчика 7 расхода воды, равной сумме сигналов датчика 8 нагрузки турбины и дифференциатора 9. Если в этом режиме уменьшится расход пара на турбину 5, то увеличатся расходы пара и охлаждаюш,ей

воды на аккумулятор 4 и скорость роста уровня в нем. При этом сумма расходов пара на турбину 5 и на аккумулятор 4 и сумма сигналов датчика 8 и дифференциатора 9 сохраняются равными исходным,

в связи с чем регулятор 1 остается в состоянии баланса.

При разрядке аккумулятора по горячей воде через систему расширителей на промежуточные ступени турбины снижается уровень в аккумуляторе 4 и увеличивается нагрузка турбины 5 при исходной величине расхода пара в паропроводе турбины. При этом увеличение положительного сигнала датчика 8 нагрузки турбинь; чомпенсируется отрицательным сигналом дифференциатора 9, а баланс регулятора 1 не нарушается.

Таким образом, предлагаемая система повышает точность регулирования питания парогенератора солнечной энергоустановки с тепловым аккумулятором.

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПИТАНИЯ ПАРОГЕНЕРАТОРА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ С ТЕПЛОВЫМ АККУМУЛЯТОРОМ; содержащая регулятор питания с подключенными к нему датчиками уровня воды в барабане, расхода воды, нагрузки турбины и датчик давления пара, подключенный к регулятору через дифференциатор, отличающаяся тем, что с целью повышения точности регулирования, она дополнительно содержит датчик уровня воды в тепловом аккумуляторе и блок умножения, причем датчик давления пара и датчик уровня воды в тепловом аккумуляторе подключены к входам блока умножения, выход которого соединен с входом дифференциатора. а S