ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ ОТ РАЗГОНА, ПРИ ЧАСТИЧНОМ ИЛИ ПОЛНОМ СБРОСЕ НАГРУЗКИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН Советский патент 1934 года по МПК F01D21/00 

Вопрос о предохранении паровой турбины при сбросах нагрузки от разгона, т.е. сохранения числа оборотов ниже предела вступления в действие регулятора безопасности, является одним из актуальнейших вопросов современного крупного турбостроения.

Регулятор безопасности есть необходимая часть конструкции паровой турбины. Настройка регулятора безопасности обычно производится на число оборотов, превышающее нормальное на 10%. Отсюда следует, что турбина должна быть так сконструирована, чтобы при сбросе нагрузки число оборотов не достигало этого предела.

В турбинах высоких мощностей и давлений неизбежно усиление влияния факторов, вызывающих разгон. Большое количество потребляемого пара вызывает наличие больших сервомоторов со сравнительно большим временем закрытия. Увеличивается также значение аккумулированного в турбине пара.

При недостаточно точном и полном учете во время конструирования всех факторов, влияющих на разгон, возможно, во время эксплоатации, выключение турбины регулятором безопасности при сбросе нагрузки.

Закрытие автоматического клапана вызывает потерю времени при обратном включении турбины в сеть. Повременные предохранительные устройства в сети производят отключение в случае короткого замыкания в 0,8-1,5 сек., в то время, как включение турбины в сеть, после закрытия автоматического клапана требует значительно более продолжительного времени.

Кроме того, сброс нагрузки может быть неполным, и в этом случае оставшаяся, возможно весьма незначительная, нагрузка может приходиться как раз на долю потребителя, имеющего очень чувствительное производство, и лишение его энергии, вследствие закрытия автоматического клапана при повышении числа оборотов, может послужить причиной больших убытков.

Поэтому правильно спроектированное регулирование турбины должно обеспечить достаточно быстрое закрытие регулирующих клапанов даже в случае наибольшего сброса нагрузки.

Однако, большинство мощных турбин, работающих в настоящее время на электростанциях и вновь изготовляемых заводами, не удовлетворяют этому условию, так как вследствие влияния обратной перестановки золотник недостаточно открывает окна для быстрой перестановки поршня сервомотора.

Предлагаемое предохранительное от разгона, при частичном или полном сбросе нагрузки, устройство для паровых турбин имеет целью ускорить закрытие регулирующих клапанов и этим предупредить действие регулятора безопасности.

На чертеже изображена схема предохранительного от разгона, при частичном или полном сбросе нагрузки, устройства для паровых турбин.

В случае полного или частичного сброса нагрузки режим в главной цепи I-I, между генератором и масляным выключателем, изменяется, вследствие чего перемещается под действием пружины сердечник 2, втягиваемый соленоидом 3. Вместе с сердечником перестанавливается рычаг 4 с контактом 5. Расположенный с другой стороны контакт 6 переустанавливается при помощи поршневого или мембранного механизма регулятора 7 давления, который через трубку 7 соединен с каким-либо паровым пространством внутри турбины, достаточно удаленным от конденсатора или от камеры отбора в теплофикационных турбинах. Контакт 6, таким образом, перемещается в зависимости от изменения режима пара, пропорционально давлению его в паровом пространстве турбины, а так как давление перед ступенями турбины изменяется почти точно пропорционально мощности, развиваемой турбиной, то ход контакта 6 можно считать пропорциональным мощности турбины. Ход контакта 5 при соответствующей форме сердечника будет пропорционален силе тока, идущего от генератора, или приблизительно пропорционален мощности генератора.

Поэтому при нормальной работе турбогенератора, т.е. когда мощность, развиваемая турбиной и отдаваемая в сеть генератором, соответствуют друг другу, оба контакта перестанавливаются в одном направлении и замыкания тока в сети II-II не происходит. В момент сброса нагрузки мощность турбины будет значительно превосходить мощность генератора, вследствие чего контакт 5 в зависимости от режима главной цепи I-I быстро переместится по направлению к контакту 6 и замкнет цепь II-II, питающуюся от постороннего источника 8 электрического тока. В то же время электромагнит 9 притянет якорь 9а, а вместе с ним переставит и добавочный второй золотник 10, которым снабжен сервомотор 13. Перемещаясь, золотник 10 откроет окна 11 и через трубку 12 подаст масло в пространство над поршнем сервомотора 13, спуская масло из-под этого поршня по трубкам 14. Таким образом, включение контакта при сбросе нагрузки вызовет быстрое опускание регулирующих клапанов.

Обычная схема регулирования, состоящая из золотника 15 и регулятора 16, остается при этом без изменения. Золотник 15, который при сбросе нагрузки вызывает медленное закрытие клапана, в данном случае не может оказать вредного воздействия на сервомотор, так как второй золотник 10 включен параллельно с главным золотником 15. После закрытия клапана до положения холостого хода происходит размыкание контакта вследствие наличия упора 17.

В некоторых случаях перемещение контакта 6 может быть осуществлено не при помощи поршневого механизма - регулятора 7 давления, а от какой-либо точки механизма сервомотора. Перемещение указанной точки должно быть, примерно, пропорционально мощности, развиваемой турбиной, например, может быть использован кулачок на валу ротативного сервомотора.

Предохранительное от разгона, при частичном или полном сбросе нагрузки, устройство для паровых турбин с сервомотором, закрывающим регулирующий клапан под действием регулятора скорости, отличающееся тем, что сервомотор 13 снабжен вторым золотником 10, перестанавливаемым от электромагнита 5, цепь которого с посторонним источником 8 электрического тока замыкается двойным контактом 5-6, из коих контакт 5 перестанавливается соленоидом 3 в зависимости от режима в главной цепи I-I, а контакт 6 - регулятором 7 давления в зависимости от изменения режима пара внутри турбины.