Сервомотор для привода клапанов паровой турбины Советский патент 1989 года по МПК F01D21/14 

Ни занрышие кдапаноб ф /

сд

оо

05

скорости, к ЗГП

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в системах регулирования паровых турбин.

Целью изобретения является повышение быстродействия сервомотора при импульсных разгружениях турбины в фазе восстановления исходной мощности.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого сервомотора; на фиг. 2 - пример конструктивного исполнения дросселя обложение отсечки) и двумя зонами положительной обратной связи: одной при (для ускоренного закрытия клапанов турбины при сбросе электрической нагрузки) и другой при e.h.f (для быстрого открытия клапанов турбины в фазе восстановления исходной мощности при импульсном разгружении). Кроме того, суммарная площадь () одинакова в положении отсечки О и на верхнем упоре f промеСервомотор работает следующим обраратной связи промежуточного сервомотора О уточного сервомотора 3, что подчеркнуто и дополнительного дросселя обратной связи;штриховой линией, на фиг. 3 - зависимости площадей дросселя обратной связи промежуточного серво-зом. мотора, дополнительного дросселя обратнойg исходном положении промежуточный связи и их суммы от перемещения (Л) проме- 15сервомотор 3 находится в положении отсечки жуточного сервомотора

Сервомотор содержит поршень 1, дроссель 2 обратной связи сервомотора, промежуточный сервомотор 3 с дросселем 4 обратной связи и дополнительным дросселем

(). При сбросе электрической нагрузки или импульсном разгружении в фазе снижения мощности воздействие от регулятора скорости или электрогидравлического преобразователя (не показаны) вызывает

5 обратной связи. Под промежуточным 20 движение промежуточного сервомотора 3

сервомотором 3 подразумевается отсечной золотник, выполненный заодно с промежуточным сервомотором 3.

Дроссель 4 обратной связи образован

вниз. В зоне отрицательной обратной связи () скорость движения промежуточного сервомотора 3 невелика вследствие пропорционального закона его движения и

окном 6 (фиг. 2) в промежуточном серво- 25 не может обеспечить быстрого движения

моторе 3 и кромками 7 и 8 расточки в буксе 9 промежуточного сервомотора 3. Дополнительный дроссель 5 обратной связи образован окном 10 в промежуточном сервомоторе 3 и кромкой 8 расточки в

поршня 1, в зоне положительной обратной связи () промежуточный сервомотор 3 движется ускоренно на нижний упор а вне зависимости от внешнего воздействия, вызывая быстрое перемещение

буксе 9. На фиг. 2 промежуточный серво- 30 поршня 1 и, таким образом, быстрое закры- мотор 3 изображен в положении отсечки (точка О на фиг. 3). Перемещение h промежуточного сепвомотора 3 вверх ( (фиг. 3) от ПС, жения отсечки до верхнего упора (точкс: /) соответствует откры40

тие регулирующих клапанов турбины. При импульсном разгружении это позволяет получить .максимально возможный темп снижения мощности турбины. Перемещение порщня 1 вызывает изменение площади тию клапанов (не показаны) турбины, 35 дросселя 2 обратной связи сервомотора, вниз от точки О до нижнего упора которое частично компенсирует внещнее воз- (точка а) - закрытию клапанов.

Зависимость площади F дросселя 4 обратной связи при полинейна, а при линейна. На участке изменение FI компенсирует внешнее воздействие (отрицательная обратная связь), обеспечивая устойчивую работу сервомотора в установившихся режимах, при малых отклонениях от него в результате случайных возмуц ений и в переходных процес- 45 пав в зону положительной обратной связи сах регулирования. На участке изменение F усиливает внешнее воздействие (положительная обратная связь), вызывая ускоренное движение промежуточного сервомотора 3 к нижнему упору (точка а) и, тем самым, обеспечивая максимально 50 быстрое закрытие регулирующих клапанов турбины. Площадь Fz дополнительного дросселя 5 обратной связи равна нулю при , а ее зависимость при соотдействие на промежуточный сервомотор 3. При импульсном разгружении после снятия в.нешнего воздействия, т.е. в фазе восстановления исходной мощности, на промежуточный сервомотор 3 действует лишь это изменение расхода через дроссель 2 обратной связи, в результате чего промежуточный сервомотор 3 начинает двигаться вверх. Поднявшись выше положения отсечки О и поветствует положительной обратной связи промежуточного сервомотора 3. Суммар- ная зависимость площадей () от h характеризуется зоной отрицательной обратной связи при ( (включает и по(), он ускоренно выходит на верхний упор и удерживается там. При этом поршень 1 движется с максимальной скоростью вверх, открывая регулируюшие клапаны турбины. После снятия внешнего воздействия устойчивому состоянию сервомотора соответствует исходное (перед импульсным разгружением) полжение поршня 1 при отсечном положении промежуточного сервомотора 3 и, таким образом, исходному значению площади дросселя 2 обратной связи сервомотора - значение площади (F -{-F2) в положении отсечки О промежуточного сервомотора 3. Вследствие того, что площадь (Fi+f 2) дросселей 4 и 5 обратложение отсечки) и двумя зонами положительной обратной связи: одной при (для ускоренного закрытия клапанов турбины при сбросе электрической нагрузки) и другой при e.h.f (для быстрого открытия клапанов турбины в фазе восстановления исходной мощности при импульсном разгружении). Кроме того, суммарная площадь () одинакова в положении отсечки О и на верхнем упоре f проме уточного сервомотора 3, что подчеркнуто штриховой линией, зом. g исходном положении промежуточный сервомотор 3 находится в положении отсечки

Сервомотор работает следующим обраточного сервомотора 3, что подчеркнуто риховой линией, . g исходном положении промежуточный вомотор 3 находится в положении отсечки

уточного сервомотора 3, что подчеркнуто штриховой линией, зом. g исходном положении промежуточный сервомотор 3 находится в положении отсечки

(). При сбросе электрической нагрузки или импульсном разгружении в фазе снижения мощности воздействие от регулятора скорости или электрогидравлического преобразователя (не показаны) вызывает

движение промежуточного сервомотора 3

движение промежуточного сервомотора 3

вниз. В зоне отрицательной обратной связи () скорость движения промежуточного сервомотора 3 невелика вследствие пропорционального закона его движения и

не может обеспечить быстрого движения

поршня 1, в зоне положительной обратной связи () промежуточный сервомотор 3 движется ускоренно на нижний упор а вне зависимости от внешнего воздействия, вызывая быстрое перемещение

поршня 1 и, таким образом, быстрое закры-

тие регулирующих клапанов турбины. При импульсном разгружении это позволяет получить .максимально возможный темп снижения мощности турбины. Перемещение порщня 1 вызывает изменение площади дросселя 2 обратной связи сервомотора, которое частично компенсирует внещнее воз-

пав в зону положительной обратной связи

действие на промежуточный сервомотор 3. При импульсном разгружении после снятия в.нешнего воздействия, т.е. в фазе восстановления исходной мощности, на промежуточный сервомотор 3 действует лишь это изменение расхода через дроссель 2 обратной связи, в результате чего промежуточный сервомотор 3 начинает двигаться вверх. Поднявшись выше положения отсечки О и попав в зону положительной обратной связи

(), он ускоренно выходит на верхний упор и удерживается там. При этом поршень 1 движется с максимальной скоростью вверх, открывая регулируюшие клапаны турбины. После снятия внешнего воздействия устойчивому состоянию сервомотора соответствует исходное (перед импульсным разгружением) полжение поршня 1 при отсечном положении промежуточного сервомотора 3 и, таким образом, исходному значению площади дросселя 2 обратной связи сервомотора - значение площади (F -{-F2) в положении отсечки О промежуточного сервомотора 3. Вследствие того, что площадь (Fi+f 2) дросселей 4 и 5 обратной связи промежуточного сервомотора 3 одинакова в положенин отсечки и на верхнем упоре /, он будет удерживаться на верхнем упоре f до тех пор, пока поршень 1 сервомотора не достигнет с максималь- ной скоростью исходного положения. Так как зона является зоной положительной обратной связи, то при достижении поршнем 1 исходного положения промежуточный сервомотор 3 начнет ускоренно двигаться к положению отсечки О и, вслед- ствие большой разницы в постоянных времени промежуточного сервомотора 3 и поршня 1, переходит в него настолько быстро, что поршень 1 практически не успевает сместиться из исходного положения. В ре- зультате и поршень 1 сервомотора и промежуточный сервомотор 3 оказываются в том же положении, что и перед импульсным разгружением, и на этом переходный процесс заканчивается. Таким образом, при импульсном разгружении в фазе вое- становления исходной мошности поршень 1 сервомотора движется вверх с максимальной скоростью на всем ходе вплоть до исходного положения, что обеспечи вает максимальный темп восстановления исход- ной мошности. При импульсном разгруже- ии; с выходом на новый уровень электрической мош.ности сервомотор работает аналогичным образом. В фазе восстановления мошности поршень 1 движется с максимальной скоростью до положения, соответ- ствуюш его новому уровню мошности. Сервомотор имеет наибольшее быстродействие

при импульсных разгружениях турбины, что обеспечивает максимально возможные скорости изменения мошности турбины и тем самым расширяет ее функциональные воз- .можности в обеспечении надежной работы энергосистемы в аварийных режимах.

Формула изобретения

Сервомотор для привода клапанов паровой турбины, содержащий поршень, дроссель обратной связи и отсечной золотник, выполненный заодно с промежуточным сервомотором, имеюшим дроссель обратной связи с нелинейной и линейной зависимостями плош,ади от перемещения промежуточного сервомотора в направлении, соответствую- ш.ем движению поршня на закрытие и открытие клапанов турбины соответственно, отличаюш ийся тем, что, с целью повышения быстродействия сервомотора при импульсных разгружениях турбины в фазе восстановления исходной мошности, промежуточный сервомотор снабжен дополнительным дросселем обратной связи с нелинейной зависимостью плошади от перемешения промежуточного сервомотора в направлении, соответствуюшем движению поршня на открытие клапанов турбины, а сумма его плошади и площади обратной связи промежуточного сервомотора одинакова в положении отсечки и на упоре промежуточного сервомотора, соответствующем движению поршня на открытие клапанов турбины.

Изобретение относится к энергомашиностроению, может быть использовано в системах регулирования паровых турбин и позволяет повысить быстродействие сервомотора при импульсных разгружениях турбины в фазе восстановления исходной мощности. Промежуточный сервомотор (ПС) 3 снабжен дополнительным дросселем 5 обратной связи с нелинейной зависимостью площади от перемещения ПС 3 в направлении, соответствующем движению поршня 1 на открытие клапанов турбины. Сумма площадей дросселя 4 обратной связи ПС 3 и дополнительного дросселя 5 обратной связи одинакова на упоре ПС 3, соответствующем движению поршня 1 на открытие клапанов турбины, и в положении отсечки ПС 3. При импульсном разгружении поршень 1 сервомотора движется вверх с максимальной скоростью на всем ходе вплоть до исходного положения, что обеспечивает максимальный темп восстановления исходной мощности. В фазе восстановления мощности поршень 1 движется с максимальной скоростью до положения, соответствующего новому уровню мощности. 3 ил.

Фиг. 2

Нижний упор Верхний, упор Положение

отсечки.

а дсо. о 6 f h.

.З

3