РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН Советский патент 1933 года по МПК F01D21/02 

В паровых турбинах, кроме нормального органа регулирования, имеется дополнительный орган выключения, который при достижении крайнего предела числа оборотов закрывает подвод пара к турбине и тем самым останавливает последнюю (клапан безопасности). Уже известно такое устройство последнего, при котором он сохраняет открытое положение от давления масла и закрывается давлением пружины в том случае, когда давление масла, в результате движения регулятора быстрого закрывания для выключения или вследствие нарушения маслоснабжения, отсутствует. Нормальный орган регулирования турбины точно так же совершает движение закрывания при возрастании числа оборотов, но такое движение идет с замедлением по сравнению с работой клапана безопасности. Было бы желательно ускорить также движение закрывания органов регулирования и прежде всего в том случае, если между клапаном безопасности и органом регулирования включены большие количества пара, которые могли бы привести к нежелательному ускорению вращения турбины. В гидравлических регуляторах достигнуть этого можно тем, что, согласно изобретению, ставится приспособление для переключения, благодаря которому при превышении допустимого числа оборотов регулировочный поршень вспомогательной регулировки у регулирующего вентиля приводится дополнительно под действие потока давящего масла, каковой поток его продвигает в положение, соответствующее закрыванию регулировочного клапана.

На чертеже изображена система гидравлического регулирования особого типа.

Регулятор скорости 66, удерживающий турбину в пределах нормальных колебаний скорости, имеет распределительный золотник 2 и нагнетательный золотник 5, устроенные в потоке масла, подаваемого от главного насоса 1, приводимого в движение от турбины и непосредственно насаженного на турбинный вал Р. Поток масла выходит из регулятора 66 по трубе 61, поступает в холодильник 10 и по трубе 74 проходит к турбинным подшипникам или к другим местам, требующим смазки. Места смазки представлены схематически подшипником 11, где масло проходит в турбинный вал Р. Из подшипника 11 масло возвращается по линии 73 назад в сборник 12 для масла. Насос засасывает его отсюда по трубе 29 через обратный клапан 13.

Вентиль 9 нормально служит для регулирования подвода пара к силовой машине и работает от поршня 30 сервомотора 7.

Регулятор скорости 66 имеет распределитель 26, управляющий подачей масла в сервомотор 7 соответствующим образом.

Регулировочный цилиндр 27, в котором скользит распределитель 26, служит для регулировки уже известным образом с помощью рычагов 3 и 8 с целью обратного движения регулировки. Регулятор 66 содержит в себе два распределительных элемента, устанавливающихся в соответствии с давлением и с количеством нагнетенного насосом 1 масла, т.-е. в соответствии со скоростью турбины, и благодаря этим элементам осуществляется движение распределителя 26. Эти два элемента составляют золотники 2 и 5. Нагрузка золотника 5 выбирается такой, чтобы он сохранял постоянным давление, производимое масляным насосом в камере 23. Этот золотник работает таким образом, что поперечное сечение выпуска устанавливается в соответствии с количеством жидкости, протекающей по камере 23, а потому давление в этой камере сохраняется постоянным. Золотник 2, управляющий окном 4, сквозь которое масло попадает в камеру 23, вследствие зависимости от количества нагнетенного насосом 1 масла от скорости силовой машины устанавливается соответствующим образом. Золотник 2 находится в непосредственной зависимости от распределительного поршня 26, так что последний, а значит, и запорный канал 9 устанавливаются в соответствии с подаваемым каждый раз масляным насосом количеством масла. В виду того, что давление масла сохраняется золотником 5 постоянным, получается то, что для регулирования служит только изменение подаваемого количества. Корпус регулятора 66 построен таким образом, что только сравнительно небольшое количество масла проходит сквозь окна 4 и отверстие 25, а большая часть накаченного насосом масла попадает через отверстие 22 в камеру 23, а из последней, через отверстие 24, - в отводную трубу 61. Толька небольшая доля масла из камеры 23 уходит через отверстие 25. Посредством маховичка 65 и шпинделя 6, несущего конусные клапаны 62 и 64, можно менять сечение отверстий 22 и 24. Клапанами же 62 и 64 может быть изменена та ненормальная скорость, которую стремится сохранить регулятор силовой машины.

От главного трубопровода насоса 1 отходит ответвление 31 к управлению регулятором быстрого закрывания 36. Регулятор содержит в себе золотник 18, помещенный в цилиндре 36 и снабженный каналами 34, 35 и 39. Смотря по положению, занятому золотником 18, может произойти сообщение между камерами 40, 42 и 68. При нормальном положении золотника 18 (показано на чертеже) происходит сообщение трубы 31 с трубопроводом 32 через канал 35 золотника 18 и через канал 34. Труба 32 передает давление масла к сервомотору 67, снабженному поршнем 33, в зависимости от которого находится клапан безопасности 19.

Клапан 19 включается перед нормальным регулировочным парозапорным каналом 9, устанавливаемым в зависимости от регулятора 66. Клапан находится все время под воздействием сильной пружины 44. Если нагнетенное масло попадает по трубе 32 под поршень, последний приподнимается против давления пружины 44 и удерживает клапан 19 открытом до тех пор, пока на поршень 33 производится необходимое давление масла. Когда поршень 33 держится в положении, при котором клапан 19 пропускает пар, масло давит на поршень против плиты 70, так что отверстие 69 поршня оказывается закрытым. Задвижные плиты 70 устанавливаются от маховичка 71, при помощи которого клапан 19 может быть снова открыт нижеописанным способом. Цилиндр над поршнем 33 сообщается по трубе 72 со сборником 12 масла.

Золотник 18 в корпусе для распределения регулятора быстрого закрывания переставляется от регулятора безопасности 17, работающего от вала Р турбины. Конструкция этого регулятора такова, что золотник 18 получает движение только тогда, когда наступает исключительно большое повышение скорости силовой машины. Нормальное регулирование силовой машины посредством регулятора 66 совершается следующим образом. Если скорость силовой машины возрастает выше нормальной, увеличивается также подаваемое насосом 1 количество масла, так что золотник 2, равно как распределитель 26, слегка продвигается вниз. Вследствие этого распределитель 26 устанавливает подвод масла так, что давящее масло поступает по трубе 38 над поршнем сервомотора 30. От этого получается соответствующее закрывательное движение парозапорного канала 9. Благодаря отводящим назад тягам 3 и 8 распределительная букса 27 испытывает, в связи с движением распределителя 26 вниз, такое перемещение, что дальнейшее поступление к сервомотору снова прекращается. В результате вентиль получает новое положение, при котором несколько уменьшается подача пара к силовой машине. Когда скорость силовой машины уменьшается, то и притекание масла от насоса 1 становится меньше, и процесс совершается в обратном направлении. Поршень 30 уходит вверх и клапан 9 соответствующим образом открывается. При таком открывании или закрывании парозапорного канала 9, вызываемого изменением количества масла, притекающего по камере 23, золотник 5 в камере 23 удерживает давление постоянным. Вентиль в камере 23 приподнимается при увеличении потока масла и опускается при его уменьшении. Этим путем управляется сечение отверстия 25 так, что давление в камере 23 сохраняется постоянным, вследствие чего на давление в сервомоторе 30 оказывает влияние только попеременное количество масла, протекающего по камере, но отнюдь не давление масла.

Если турбина испытывает внезапное опасное повышение скорости, то регулятор безопасности 17 приходит в действие и прижимает золотник 18 распределительного устройства 36 для сервомотора вниз. Этим нарушается сообщение канала 34 золотника с трубой 32 в то время, как труба 32 находится в сообщении с внешним воздухом. Давление в цилиндре 43 сервомотора 67 падает, так, что начинает действовать пружина 44, и тарелка клапана 19 прижимается. Поршень 33 сервомотора точно так же движется за ней вниз. От этого открываются отверстия 69, и имеющееся в камере масло может свободно пройти в верхнюю часть сервомотора 67, откуда оно отводится по трубе 72 в сборник 12 для масла. Когда золотник 18 движется от предохранительного регулятора 17 вниз, его нижний конец 46 закрывает отверстие 45 в камере 40 цилиндра 36, и камера нормально сообщается со сборником 12. Эта камера одновременно сообщается по трубопроводу 47 с камерой 48 регулятора 66, куда входит поршень 50. Камера 48 в то же время сообщается по каналам 49 с пространством поверх распределителя 26, управляющего подачей давящего масла к сервомотору 7. Золотник 18 прижимает распределение в клапане безопасности так, что если выпускное отверстие 45 в камере 40 закрыто, то по трубе 31 поступает масло по имеющимся в золотнике 18 каналам 39 в камеру 40, а также по трубопроводу 47 в канал 48 регулятора 66. В результате все давление от насоса 1 действует поверх распределителя 26 и весьма быстро прижимает его книзу. Благодаря этому также и на верхней части поршня 30 сервомотора начинает моментально действовать полное давление масла. Оно очень быстро прижимает поршень 30 книзу и закрывает парозапорный канал 9 почти в тот же момент, как закрывается клапан безопасности 19, причем этот процесс вызывается, независимо от нормальных регулировочных движений, совершаемых вообще золотником 2, путем воздействия на распределитель 26. Золотник 2 сам по себе имеет тенденцию тянуть вниз распределитель 26 по мере возрастания скорости турбины. В этом смысле движение вниз распределителя 26 поддерживается путем подвода сжатого масла в канал 48. При таком устройстве, естественно, может оказаться, что вообще нет надобности в регуляторе быстрого закрывания, а только нужно в случае опасности закрыть приток пара путем быстрого закрывания в соответствующий момент парозапорного канала 9. Из соображений безопасности все же лучше клапан 19 ставить на том же трубопроводе М перед нормальным регуляторным парозапорным каналом 9, так что, если один из клапанов испортится, то другой может осуществить надежное прекращение подачи пара. Для того, чтобы клапан безопасности 19, остающийся теперь под действием пружины 44 в закрытом положении, снова открыть, приводят в действие сервомотор 67 нижеследующим образом. Когда поршень 33 оказывается в нижнем положении, то отверстия 69 открыты, так что, если регулятор безопасности 17 позволяет золотнику 18 снова занять показанное на чертеже положение, масло по трубе 31 уходит непосредственно через отверстия 69 в сборник 12. Поэтому рабочий, чтобы открыть клапан 19, должен подвинтить закрывающие плиты 70 вниз с помощью маховика 71, пока отверстия 69 не будут закрыты. От этого становится возможным направление масла в камеру 43 под поршень 33 и поднятие поршня против действия пружины 44. Когда маховичком 71 плиты 70 медленно отвинчиваются, поршень 33 идет за ними и сохраняет отверстия 69 все-таки закрытыми. Таким путем можно настолько поднять поршень, что клапан безопасности 19 снова окажется в желательной мере открытым.

Регулирующее устройство для паровых турбин, состоящее из главного парозапорного клапана, закрываемого сервомотором, находящимся под воздействием гидравлического регулятора и клапана безопасности, закрываемого действием пружины и открываемого сервомотором, находящимся под воздействием центробежного регулятора безопасности, отличающееся тем, что золотник 18 сервомотора 67, перестанавливаемый регулятором безопасности 17, снабжен каналами 35 и 34, предназначенными для подвода подаваемой по проводу 31 под давлением насосом 1 жидкости под поршень 33 сервомотора, с целью удержания клапана безопасности 19 в открытом положении, и каналом 39, предназначенным, при опущенном золотнике 18, для передачи жидкости под давлением по трубопроводу 47 в пространство 48 гидравлического регулятора и по каналу 49 в пространство над поршнем 50 распределителя 26, с целью перестановки последнего вниз и впуска жидкости по каналу 47 в верхнюю сторону сервомотора 7 для быстрого опускания и закрывания главного парозапорного канала 9.