Устройство для защиты турбины от повышения давления пара в камере отбора Советский патент 1986 года по МПК F01D21/14 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для защиты турбин с отбором пара.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - схема возможного варианта установки устройства и подключения его к камерам паровой турбины.

В корпусе 1 (фиг. 1) расположена запирающая чашка 2 нредо.хранительного клапана, которая пружиной 3 плотно прижата посадочным пояском 4 к седлу 5. Чашка 2 выполнена за одно целое с поршнем 6 парового сервомотора, уплотняемым поршневыми кольцами 7. Внутри чашки 2 расположен импульсный клапан, включающий жестко связанные штоком 8 поршень 9 с пружи- пой 10 и тарель 11. Поршень 9 уплотненный поршневыми упругими кольцами 12, образует с чашкой 2, буксой 13 и фланцем 14 камеру 15, которая сообщена с камерой 16 отбора полым штоком 17, закрепленным на фланце 18 корпуса 1. Камера 15 сообщается шайбой (калиброванным отверстием 19) с камерой 20 внутри чашки 2 и отверстием 21 с камерой 22 между корпусом 1 и чашкой 2.

Отверстие 23 в чашке 2, прикрытое та- релью И, после срабатывания импульсного клапана сообщает камеру 20 с пространством 24 за клапаном, предназначенным для сброса избытка пара. Из камеры 16 в пространство 24 пар перетекает через отверстия 25 в корпусе 1.

Предлагаемое устройство 26 (фиг. 2) устанавливают в часть 27 высокого давления турбины на глухую диафрагму 28.

Поступающий в турбину через клапаны 29 свежий пар проходит через ступени турбины в камеру 30, а затем через последующие ступени в камеру 16 отбора пара. По перепускной трубе 31 пар поступает в часть 32 низкого давления и в конденсатор 33, по трубе 34 - в отбор. Камера 15 устройства сообщена с камерой 16 отбора трубопроводом 35, на котором установлен переключатель 36, соединенный также трубопроводом 37 с камерой 30. В рабочем положении переключатель 36 сообщает камеру 16 с камерой 15. Повышение давления в турбине перед глухой диафрагмой 28 в камере 16 приводит к срабатыванию устройства и сброс-у избытка пара в конденсатор 33. ИспытаАия устройства можно проводить без повышения давления камере 16, установив переключатель 36 так, что камера 30 трубопроводом 37 окажется связанной с камерой 15 импульсного клапана. В камере 30 давление всегда выше, чем в камере 16. Необходимый уровень давления пара, при которо.м происходит срабатывание устройства, может быть обеспечен прикрытием или

открытием клапанов 29 и проконтролирован манометрами, измеряющими давление в камере 16 и трубопроводе 35.

Устройство при повыщении предельного давления работает следующим образом.

Рост давления в камере 16 отбора приводит к соответствующему увеличению давления в камере 15, сообщенной с камерой 16 полым штоком 17 (фиг. 1) и в камерах 20 и 22, сообщенны; с камерой 15

калиброванны.м отверстием 19.

При постепенном увеличении давления и достижении заданного предельного уровня паровое усилие, действующее на тарель 11 импульсного клапана, превышает усилие

5 пружины 10, обеспечивающей контакт посадочных поверхностей тарели 1 1 и чашки 2. Тарель 11, жестко связанная штоком 8 с подпружиненным поршнем 9, смешается, отрываясь от своего седла. Вакуумное пространство 24 через отверстие 23 сообща0 ется с камерами 20 и 22, давление в которых резко падает, так как калиброванное отверстие 19 мало, до уровня давления в пространстве 24. Поскольку давление пара на площадь чашки 2 с наружным диаметром

5 по посадочному пояску седла 5 равно давлению, действующему на поршень 6 парового серво.мотора, выталкивающее усилие на чашку 2 клапана пропорционально площади кольца на чащке 2 с наружным диаметром, равным диаметру поршня 6 и внутрен0 ним, равным диаметру седла 5. Возникшее в результате срабатывания импульсного кла пана усилие на чашке 2 перемещает чашку 2 до упора бурта фланца 14 во фла}1ец 18 корпуса 1.

При резком увеличении давления в ка5 мере 16 отбора соответственно быстро растет давление в камере 15, а давление в камерах 20 и 22 возрастает медленно, но- скольку через калиброванное отверстие 19 малого диаметра камеры не успевают запол0 няться. Таким образом, в этом случае усилие, действующее на шток 8, слагается из усилия действующего на поршень 9, равного произведению площади порщня на перепад на нем, и усилия на тарель 11. Поскольку диа.метр поршня 9 больше диаметра по5 садочного пояска тарели, открытие импульсного клапана при быстром возрастании давления в камере 16 и запаздывании выравнивания в камере 20 происходит при более низком уровне давления, чем это было бы в случае постепенного роста давления в защищаемой камере. Это позволяет более надежно защитить турбину, предвратив возможность возникновения динамических перегрузок. Открытие тарелью И отверстия 23 приводит к открытию предохранительною

5 клапана до упора. При этом так как рабочий ход чап1ки 2 предохранительного клапана больше расстояния от торца полого штока 17 до пор1иня 9 импульсного клапана

шток 17 упирается в поршень 9, препятствуя его закрытию. Теперь даже в случае понижения давления в камере 16 клапан импульсный не прикроется до того момента, пока чашка 2 предохранительного клапана не пройдет под воздействием пружины 3 большую часть своего хода. Перемещение поршня 6 относительно корпуса 1 на закрытие происходит пропорционально уменьшению давления в камере 16. Смешение чашки определяет перемещение и всех деталей, расположенных в ней. Однако поршень 9 под воздействием полного усилия пружины 10 до посадки тарели 1 1 на свое седло в чашке 2 остается на упоре в торец полого штока 17. Давление в камере 15 сохраняет- ся равным давлению в пространстве 24. Полый шток 17 служит направляющей для чашки предохранительного клапана, остальные трущиеся поверхности: поршень 6 и букса корпуса I, поршень 9 и букса 13 выполнены с большими зазорами, уплотпенныОтбор

ми соответственно поршневыми кольцами 7 и 12, и не препятствуют свободе перемещений поршня. После установки тарели II на седло в чашке 2 и продолжающемся перемещении чашки, поршень 9 страгивается с упора штока 17 и пар из корпуса турбины поступает в камеру 15, а из нее - в камеры 20 и 22, повышая в них давление. Это обеспечивает на последнем отрезке хода интенсивную досылку клапана на седло, что позволяет прервать пленку протекаю- шей между уплотняющими поверхностями среды и восстановить герметичность клапана.

Таким образом, предлагаемое устройство на открытие работает как двухпозицион- ное, а на закрытие как пропорциональное, что позволяет избежать вибрации клапана и износа его частей. Кроме того, исключается влияние пульсации на надежность деталей проточной части.

Jff

С

57

Составитель А. Калашников

Редактор А. СабоТехред И. Верес-Корректор А. Тяско

Заказ 4602/35Тираж .500Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. г