Устройство для контроля прогрева ротора турбины Советский патент 1985 года по МПК F01D19/02 

СО

со

СХ) 05

со

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОГРЕВА РОТОРА ТУРБИНЫ, содержащее датчик температуры пара, сумматор, выход которого через первый информационный вход переключателя, снабженного управляющим входом, подключен к входам параллельно соединенных блоков вычисления характерных температур и разности температур в контролируемом сечении ротора, связанных своими выходами с входами сумматора, и усилитель, соединенный с вторым информационным входом переключателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, устройство снабжено датчиком характерной температуры металла корпуса турбины, дополнительным переключателем с управляющим и двумя информационными входами и датчиком параметра работы турбины с аналого-дискретными преобразователями, причем информационные входы дополнительного переключателя соединены с датчиками температур пара и металла, а выход - с входом су.мматора, § выход которого подключен к входу усилителя, а выходы аналого-дискретных преоб(О разователей соединены с управляющими входами переключателей.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при управлении паровыми турбинами тепловых электростанций в переходных режимах.

Известны устройства для контроля прогрева ротора паровой турбины, содержащие последовательно включенные датчик температуры пара, сумматор и параллельно соединенные блоки вычисления характерных температур и разности температур в контролируемом сечении ротора, причем выходы блоков вычисления соединены с входами сумматора 1.

Недостатком этого устройства является пониженная точность задания начальных предпусковь1х условий прогрева ротора, задаваемых по температуре, измеряемой датчиком температуры пара.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для контроля прогрева ротора турбины, содержащее датчик температуры пара, сумматор, выход которого через первый информационный вход переключателя, снабженного управляющим входом, подключен к входам параллельно соединенных блоков вычисления характерных температур и разности температур в контролируемом сечении ротора, связанных своими выходами с входами сумматора, и усилитель, соединенный с вторьш информационным входом переключателя 2.

Недостатком этого устройства является несколько пониженная точность контроля.

Целью изобретения является повыщение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля прогрева ротора турбины, содержащее датчик температуры пара, сумматор, выход которого через первый информационный вход переключателя, снабженного управляющим входом, подключен к входам параллельно соединенных блоков вычисления характерных температур и разности температур в контролируемом сечении ротора, связанных своими выходами с входами сумматора, и усилитель, соединенный с вторым информационным входом переключателя, снабжено датчиком характерной температуры металла корпуса турбины, дополнительным переключателем с управляющим и двумя информационными входами, и датчиком параметра работы турбины с аналого-дискретными преобразователями, причем информационные входы дополнительного переключателя соединены с датчиками температур пара и металла, а выход - с входом сумматора, выход которого подключен к входу усилителя, а выходы аналогодискретных преобразователей соединены с управляющими входами переключателей.

На чертеже приведена функциональная схема устройства с использованием математического моделирования.

Собственно модель процесса прогрева ротора состоит из параллельно включенных блоков 1 и 2 вычисления характерных температур и разности температур металла в контролируемом сечении ротора, выполненных в виде интегратора и инерционного звена. На вход модели поступает сигнал от датчика 3 температуры пара с подключенным к нему сумматором 4, к выходам которого подключены первый и второй усилители 5 и 6. Выходы блоков 1 и 2 замкнуты контурами отрицательной обратной связи на входы сумматора 4. На схеме второй усилитель б выполнен в виде блока умножения 7, к второму входу которого подключен нелинейный преобразователь 8 сигнала от датчика 9 хара стерного параметра режима работы турбины, например давления пара в цилиндре. Устройство содержит также переключатель 10 и дополнительный переключатель 11, датчик 12 характерной температуры металла корпуса турбины, подключаемый через дополнительный переключатель 11 к входу сумматора 4 с противоположной полярностью по отнощению к датчику 3 и датчик 13 параметра работы турбины, например частоты вращения, соединенный через аналого-дискретные преобразователи 14 и 15 с управляющими входами 16 и 17 переключателей 10 и 11. Переключатели 10 и 11 снабжены информационными входами 18, 19 и 20 , 21 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При работе турбины датчик 3 температуры пара дополнительным переключателем 11 подключен к входу сумматора 4, выход которого через второй усилитель 6 переключателем 10 соединен с входами блоков 1 и 2 вычисления. Наличие отрицательных обратных связей, охватывающих блоки вычисления, обеспечивает подачу на их вход сигнала пропорционального потоку тепла от пара к металлу и разности температур пара, измеряемой датчиком 3, и обогреваемой поверхности ротора. Усилитель 6 позволяет учесть изменение коэффициентов теплоотдачи от пара к поверхности ротора в зависимости от режима работы турбины, воспроизводимое характеристикой нелинейного преобразователя 8. При прекращении подачи пара в турбину, о чем свидетельствует изменение параметра, измеряемого датчиком 13, дополнительный переключатель 11 подключает к входу сумм;атора 4 датчик 12 характерной температур металла, а переключатель 10 через последовательно включенные сумматор 4, усилитель 5 и блоки 1 и 2 вы-, числения,обеспечивает отслеживание сигналом на выходе блока 1 температуры, измеряемой датчиком 12. Это достигается благодаря высокому коэффициенту усиления в усилителе 5. При повторной подаче пара при пуске в соответствии с настройкой аналого-дискретных преобразователей 14 и 15 сначала осуществляется переключение переключателя 10 (при этом коэффициент усиления сигнала на входах блоков вычисления резко снижается), а затем переключателя 11 (при этом к входу сумматора 4 подключается датчик 3 температуры пара). При использовании в качестве параметра работы турбины, измеряемого датчиком 13, частоты вращения ротора, уставки срабатывания аналога-дискретных преобразователей 14 и 15 устанавливаются выше значения частоты вращения, возможной при произвольном начале движения ротора и ниже значения выдержки при развороте, т. е. на уровне, например, 500-700 об/мин. Последовательность срабатывания аналого-дискрет1й 1х преобразователей 14 и 15 предотвращает

резкое изменение сигнала на выходе блоков вычисления лри переключении сигнала на входе сумматоров.

Данное техническое рещение позволяет повысить точность контроля прогрева роторов цилиндров высокого и среднего давления для тех конструкций цилиндра среднего давления турбин, где нет возможности выполнить измерение температуры пара таким образом, чтобы по нему задавать начальное предпусковое состояние ротора, а моделирование остывания роторов по закону регулярного режима дает слишком большие погрешности. Увеличение точности контроля за прогревом роторов таких турбин повышает качество ведения переходных режимов энергоблоков и создает предпосылки для увеличения скоростей изменения нагрузки при этих режимах, что снижает величины пусковых потерь и позволяет сократить длительность работы на частичных нагрузках.