СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ Советский патент 1973 года по МПК F01D17/06 G05D13/30 

I

Изобретение относится к регулированию турбинных установок, а именно к регулированию скорости паровых турбин.

Известны устройства для автоматического регулирования скорости паровых турбин, содержащие гид|равли.чески сВЯза«ные -между собой гидродинамический датчик числа оборотов, трансформатор давления, отсечный золотник, управляющий сервомотором привода регулирующих клапанов и динамический регу лятор с подпружиненным золотником, управ, ляющий сервомотором привода клапанов редукционно-охладительного устройства.

Однако известные устройства имеют недостаточную устойчивость и надежность регулирования скорости.

Целью изобретения является повышение устойчивости и надежности регулирования.

Для этого золотник динамического регулятора соединен с одной стороны с линией нагнетания, с другой стороны с линией всасывания датчика числа оборотов, а внутренняя полость, образованная золотником и порщнем, соединенным с сервомотором регулирующих клапанов, сообщена через калиброванное отверстие с линией всасывания датчика и через окна с кольцевой камерой, образованной золотником и корпусом регулятора.

Повыщение устойчивости и надежности регулирования скорости объясняется тем, что динамический регулятор дает команду на открытие клапанов редукционно-охладительного устройства как при резком увеличении скорости вращения турбины, так и при превышении допустимой скорости в случае несрабатывания сервомотора привода регулирующих клапанов.

На чертеже (приведена принципиальная схема системы автоматического рбгулирования скорости паровой турбины.

В качестве рег лирующего импульса используют однозначно зависимую от числа оборотов турбины разность давлений масла в линиях 1 нагнетания и 2 всасывания насоса-регулятора 3, выполняемого заодно с ротором турбины 4, являющейся объектом регулирования.

На перепад давлений между линиями нагнетания и всасывания насоса-регулятора подключен подпружиненный золотник трансформатора 5 давления, изменяющий при своем перемещении слив из управляющей отсечным золотником 6 проточной импульсной линии 7, в которую масло из линии / нагнетания подводится через дроссельную диафрагму 8.

Подпружиненный отсечный золотник 6, подключенный на перепад давлений между импульсной линией 7 и линией 2 всасывания на.. coca-регулятора, управляет главным сервомотором 9 привода регулирующих клапанов W

турбины 4. Силовое масло к главному сервомотору подводится через отсечный золотник из ветви 11 линии нагнетания насоса-регулятора, отделенной от ветви 1 линии нагнетания насоса-регулятора обратным кланапом 12, предназначенным для отсечки масла из ветви 11 через пасос-регулятор в случае поступления в нее силового масла от пускового насоса (не показан) по ветви 13 при остановленной турбине. Сервомотор 9 имеет устройство обратной связи, содержащее отсечный золотник на установившихся режимах воздействием на проточную импульсную линию 7.

При помощи рычажной передачи сервомотор 9 одновременно с приводом регулирующих клапанов 10, к которым подведен острый пар 14 после стапориого клапана (не показан), осуществляет перемещение поршня 15 динамического регулятора 16, управляющего прн помощи линии 17 сервомотором 18 привода клапапов 19 редукционно-охладительпого устройства, через которое из аккумулятора 20, накапливающего пар в турбине, возможен сброс пара в конденсатор 2-1.

Подпружиненный золотник 22 динамического регулятора 16 подключен так же, как и золотник трансформатора 5 давления, на перепад давлений между линиями 1 нагнетания и 2 всасывания насоса-регулятора 3, благодаря чему он может и при неподвижном поршне 15 перемещаться под влиянием оборотов турбины, причем обороты, при которых пачнется перемещение золотника, будет определяться натяжепием пружины 23.

В золотнике 22 выполнены две центральные ко щентрические расточки разного диамет1ра, образующие Вместе с размещенным в них порщнем 15 полость 24, сообн1ающуюся через постоянно открытое калиброванное отверстие 25 с линией всасывания насоса-регулятора и через окна с камерой 26, образуемой поршеньками золотника 22 и сообщающейся с линией всасывания насоса-регулятора через окно 27, нредназиаченное для ограничения неремепгения золотника 22 под воздействием поршня 15 вверх только в предельном верхнем положении золотника 22.

Благодаря наличию масла в нолости 24 при быстрых перемещениях поршня 15 золотник 22 следует за ним, поскольку масло из полости 24 не успевает вытекать через калиброваппое отверстие в линию всасывания пасоса. регулятора (эффект катаракта), при этом перемещение золотника вверх под воздействием поршня тотчас прекращается,, когда открывается окно 27., допускающее свободный слив масла-из полости,2 в линию всасывания насоса-регулятора. При неподвижном, поршне 15 или медленном. его перемещении золотник- 22 под воз-действием пружины 25 находится в крайнем нижнем, положении или также можетперемещаться под воздействием перепада давлений в.линиях 7 нагнетания и 2, всасывания пасоса-регулятора 3 в том - случае, если обо., роты турбины достигнут величины, на которую

настроен динам.ический регулятор 16 за счет натяжения нружины 23. Натяжение пружипы следует устанавливать таким, чтобы перемещение золотника от нижнего упора вверх начиналооь пр.и оборотах па 2-3% выше оборотов холостого хода турбины на верхнем уровне дианазона синхронизации.

В крайиел нижнем ноложении золотника .22 регулирующее окно 2S, через которое подводится масло из линии // нагнетания в нижнюю полость сервомотора 18, открыто, а ре. гулирующее окно 29, сообщающееся с линией 2 всасывания насоса-регулятора, закрыто и сервомотор 18 удерживает клананы 19 в закрытом состоянии.

При перемещении золотника 22 вверх регулирующее окно 28 прикрывается, а регулирующее окно 29 начинает открываться, при этом давление в линии 17 управле П1я сервомотором 18 попижается и под воздействием пружины поршень сервомотора 18 открывает клапаны 19 и производит сброс пара из аккумулятора 20 в конденсатор 21.

Для обеспечения надежной работы насосарегулятора масло ему на всасывание подается маслоструйным инжектором (не показан), и поэтому все силы из элементов регулирования направлены в линию всасывания насоса-регулятора, чтобы исключить влияние динамическнх расходов масла на работу инжектора.

Система работает следующим образом.

Отклоиепие числа оборотов турбины 4 нри изменениях электрической нагрузки приведет к изменению разности давлений в линиях / нагнетания и 2 всасывания насоса-регулятора 3 и вызовет перемещение золотника трансформатора 5, давления, который воздейству.. ет через импульсную линию на отсечный золотник 6, вызывающий перемещение норшня главного сервомотора 9 и движение регулирующих клапанов 10, а также перемещение поршня 15 динамического регулятора 16.

Прн увеличении числа оборотов турбины в результате сброса электр.ической нагрузки золотник трансформатора давления, перемещаясь вверх, прикроет окна слива масла из. «мпулъсной линии, в результате чего давление масла в ней возрастет и приведет к отклонению отсечного золотника вверх от среднего положения, при котором поршеньки от. сечпого золотника запрут рабоч.ие полости сервомотора 9. При этом силовое масло поступит в нижнюю полость сервомотора 9, а его верхпяя полость соедипится с линией всасывания насоса-регулятора, поршень сервомотора переместится вверх и прикроет регули-. рующие клапаны 10, одновременно перемещая- вверх порщень -15 динамического регулятора и воздействуя устройством обратной связи па-импульсную линию 7.-.

:При перемещении поршня 15 вверх золотник 22 за счет масла, заключенного в полости. 24 дина-мическо.го регулятора 16, также .переместится, вверх и -вызовет открытие, клапанов. 19 и сброс пара из аккумулятора в копденсатор 21, благодаря чему предотвратится разгон турбины аккумулираваниы.м ларом.

В результате перемещения поршня сервомотора 9 вверх устройство обратной связи снизит давление в импулъсной линии, благодаря чему отсечный золотник возвратится в свое «среднее положение. При достижении отсечным золотником «среднего положения поршень сервомотора 9, поршень 15 и регули.руюшие клапаны 10 остановятся.

В этот момент, если обороты турбины не древзойдут по ;вели.чи1не указанного выше уровня настройки динамического регулятора 16, золотник 22 под воздействием пружины 23 возвратится в крайнее нижнее положение в результате вытекания масла из полости 24 через калиброванное отверстие 25 и линию 2 всасывания насоса-регулятора и прикроет клапапы 19. Наступит новый установившийся режнм работы турбины.

При увеличении электрической нагрузки действие системы регулирования приведет к открытию регулируюших клапанов 10, однако нри перемешении норшня 15 вниз золотник 22 останется на нижнем уноре и не будет воздействовать на клапаны 19, которые удерж.иваются сервомотором 18 в закрытом состоянии. Конструкция динамического регулятора 16 позволяет произвести требуемую настройку.

Предмет изобретения

Система автоматического регулирования скорости паровой турбины, содержашая гидравлически связанные между собой гидродинамический датчик числа оборотов, трансформатор давления, отсечный золотник, управляющий серволютором .привода регзлируюших клапанов и динамический регулятор с подпружиненным золотником, управляющий сервомотором привода клапаиов редукциовно охладительного устройства, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности регулирования, золотник динамического регулятора соединен с одной стороны с ли.нией нагнетания, с другой - с линией вса. сывандая датчика, а онутренияя полость, образованная золотником и поршнем, соединенным с сервомотором регулируюших клапанов, сообшена через калиброванное отверстие с линией всасывания датчика и через окна с кольцевой камерой, образованной золотником и корпусом регулятора.