Устройство для регулирования турбины с отборами пара Советский патент 1976 года по МПК F01D17/20 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТУРБИНЫ С ОТБОРАМИ

ПАРА в камеру 11 подается полное давление от насоса, питающего систему регулирования. Камеры 12 и 13 (см. фиг. 1 и фиг. 2) соединены с импульсными камерами золотников сервомоторов, управляющих парораспределением в регулируемых отборах, а камера 14 - с импульсной камерой золотника сервомотора регулирующих клапанов на впуске пара в турбину. Букса 2 имеет следующие особенности. Для одноотборной турбины (см. фиг. 1) в подвижной буксе 2 выполнена дроссельная щель 15, которая, при установке буксы на нижний упор соединяет камеру 7 с камерой 6 в корпусе устройства. Ширина дроссельной щели 15 в буксе 2 постоянна и равна суммарной ширине дроссельных щелей обратной связи в регулирующем золотнике 3, и для золотника, имеющего две дроссельных щели постоянной ширины а в своем дифференциальном поршне ширина дроссельной щели в камере 7 равна la. При установке подвижной буксы на нижний упор, что соответствует номинальной нагрузке турбины, длина дроссельной щели, выходящая в камеру 7, полностью открыта и равна такому перемещению золотника 3, которое соответствует ходу сервомотора регулирующих клапанов, равному перемещению этого сервомотора при ходе суммирующего золотника регулятора давления в отборе от упора до упора, что соответствует положениям регулятора давления на конденсационном режиме и на режиме с включенным отбором при максимальном расходе в отбор. Для двухогборной турбины (см. фиг. 2) в подвижной буксе 2 выполнены три дроссельных щели 15 , 15, 15,которые, при установке буксы на гшжний улор,соединяюткамеру 6сотсеками7,7 ,7 (смфиг. Так как букса 2 при вращении червячного колеса 16 удерживается от поворота шпонками 17, каждая из трех дроссельных щелей в буксе может соединить камеру 6 только с определенным -7/ отсеком 7 , 7 или 7 . Ширина каждой из трех дроссельных щелей одинакова по всей длине щели и равна, как и в случа одноотборной турбины, суммарной ширине дроссельных щелей обратной связи в регулирующем золотнике 3. При опуска}1ии буксы 2 дроссельные щели во есехтрех отсеках 7,7, 7 кончают открываться одновременно. Длина же дроссельных щелей различна. При установке буксы 2 на нижний упор все три щели полностью открыты. Длина полностью открытой щели в отсеке 7 равна перемещению регулирующего золотника, которое соответствует ходу сервомотора регулирующих клапанов, равному его ходу при перемещении суммирующего зопотника регулятора давления в промышленном отборе от упора до упора. В отсеке У длина полностью открытой дроссельной щели равна перемещению регулирующего золотника, которое соответствует ходу сервомотора pe гулирующих клапанов, равному его ходу при перемещении суммирующего золотника регулятора давления в теплофикациошюм отборе от упора до упора. В отсеке 7 длина полностью открытой дроссель--, т НОИ щели равна сумме длин щелей в отсеках 7 и / . Золотник 3 служит для передачи импульсов от регулятора скорости при изменении числа оборотов или от синхронизатора, при изменении пoлoжe шя подвижной буксы 2, к суммирующему золотнику регулятора скорости, который управляет всеми сервомоторами, связанными с парораспределением турбины. В предложенном устройстве (фиг. 1и2) регулирующий золотник выполнен заодно с суммирующим золотником, управляющим сервомоторами с помощью изменения сливов через дроссельные щели, связанные с импульсными камерами 12 - 14. Золотник 3 должен иметь дифференциальный поршень с соотношением активных площадей над и под поршнем 2:1. В отличии от известных конструкций, в данном устройстве золотник 3 имеет дополнительный поршень 18, который при установке золотника, соответствующей номинальному числу оборотов, разделяет камеры 8 и 10 перекрышей Ь, равной, примерно 3/4 хода золотника от положении, занимаемого им относительно корпуса 1 при номинальной нагрузке на конденсационном режиме до положения, занимаемого им относительно этого же корпуса на холостом ходу. Переключатели 19,19и 19 служат для перемещения сервомоторов, управляющих парораспределением в регулируемых отборах, которое необходимо при переходе с конденсационного режима работы на режим с включенными отборами для создания нужного давления в камерах регулируемых отборов перед тем, как дать расход потребителю из камеры отбора. Каждый регулируемый отбор имеет свой переключатель. Двухпозиционные золотники 9, 9 , и 9 , сблокированные с переключателями, какова бы ни была конструкция переключателей, при установленном режиме работы турбины занимают только крайние положения: нижнее при конденсационном режиме, и верхнее - при режиме с включенными отборами. .Для одноотборной турбины двухлозиционный золотник 9 (см фиг. 1) соединяет камеры 7 и 8 в своем положении на верхнем упоре. На нижнем упоре ( положение, изображенное на фиг. 1), этот золотник запирает камеру 8. Для двухотборной турбины каждый из двух позиционных золотников 9 и 9 имеет по четыр пояска (см. фиг. 2). При установке двухпозиционных золотников на нижний упор, что соответствует конденсационному режиму работы и изображено на фиг. 2, каждая из трех камер, образованных между поясками золотника 9 , сблокированного с переключателем 19, управляющим расходом в теру 12, соединена с

камерой 8, а каждая из трех камер золотника, сблокированното с переключателем другого регулируемого отбора - с одним и; трех отсеков - 7, 7

-,111 или 7 .

При установке золотников 9 и У на нижний упор отсеки между поясками в золотниках соедиHCiibi между собой таким образом, что камера 8 в этом случае остается тупиковой.

Лри этом подвод в отсек 7 заперт золотником 9 сблокированным с переключателем 19промышленного отбора ( сообщающим при установке на нижний упор камеру 11 с камерой 13), в отсек золотником 9 , сблокированным с переключателем 19 теплофикащтонного отбора, а в отсек 7 заперт последовательно двумя двухпозищ1онными золотниками. При включении промышленного отбора, когда теплофикащюнный отбор отключен, переводом двухпозиционного золотника, сблокированного с переключателем, управляющим расходом в камеру 13, на верхний унор, отсек 7 соеданяется с камерой 8.

Отсек 7 при этом становится дважды запертым последовательно обоими золотниками, а отсек 7 становится запертым только золотником , сблокированным с переключателем теплофикационного отбора.

При включении только теплофикационного отбора, когда промышленный отбор отключен, отсек l соединяется с камерой 8, отсек 7 становится последовательно запертым обоими золотниками, а

-,Ч(

отсек / становится запертым только золотником, сблокированным с переключателем промышленного отбора.

Если включить один из отборов при включенном другом, то отсеки 7 и 7 становятся запертными, а камера 8 соединяется с отсеком 7. При сбросе любой нагрузки с конденсационного режима, ход золотника 3 зависит только от величины слива, открьшаемого регулятором скорости из камеры 10, и соединени камер В и 10, после того, как ход золотника, превысит перекрышу Ь . не окажет влияния на ход зо лотника, так как камера 8 в этом случае остается тупиковой.

При сбросе нагрузки с одноотборной турбины при работе с включенным отбором в случае, когда подвижная букса 2 установлена так, что дроссельная щель в камере 7 частично открыта, работа устройства не будет отличаться от обычного только до тех пор, пока золотник 3 не соединит обьединенные в этом случае камеры 7 и 8 с камерой 10.

При увеличении скорости турбины на величину, при которой перекрыша Ь будет равна нулю, золотник 3 астатически идет вверх, так как слив из камеры 10 в этом случае растет быстрее, чем происходит компенсация этого слива изменением расхода через обратную связь золотника.

Астатический ход будет продолжаться до тех пор, пока расход в камеру 10 через дроссельные щели обратной связи в дифференциальном поршне не станет равным сумме расходов из камеры 10 в

слив через дроссель, управляемый регулятором скорости, и через открытую часть дроссельной щели 15 в буксе 2 из камеры 7 в сливную камеру 6.

При соотношении активных площадей в дифференциальном порщне золотника 2:1, давление в импульсной камере 10 равно половине полного давления, и перепад давления в дроссельных шелях золотника равен перепаду в дросселях, через которые происходит слив из камеры 10. Поэтому равелство расходов из камеры 11 в камеру 10 и из камеры 10 в слив наступит тогда, когда площадь подвода в дроссельных щелях соединяющих камеры 11 и 10, станет равной сумме площадей в дросселях, стоящих на сливе из камеры 10. Поскольку дроссельное сечение, управляемое

регулятором скорости, во время астатического хода золотника не меняется, это означает, что п,чощадь открытой части дроссельной 15 в камере 7 должна быть равна изменению площада в дросселе обратной связи золотника, которое вызвано астатическим ходом золотника.

Так как при сбросе нагрузки включенным отбором наибольшая величина открытия ссрвомо тора регулирующих клапанов от суммирующего золотника регулятора давления не зависит от расхода в отбор, максимальная нагрузка, которая может быть сброшена на этом режиме без астатического хода золотника регулятора скорости при статическом забросе оборотов, не превышающем статический заброс при сбросе номинальной нагрузки с конденсационного режима, равна нагрузке на ICOHденсационном режиме.

При этой нагрузке подвижная букса 2 установлена так, что дроссельная щель 15 подошла своей нижней кромкой к камере 7, но еще не соединила камеру 7 с камерой 6.

В случае сброса этой нагрузки с включенным отбором, золотник 3 проходит ход, равный ходу при сбросе номинальной нагрузки с конденсацио} ного режима, чтобы обеспечить ход сервомотора регулирующих клапанов на закрытие, равный, ( с учетом действия регулятора давления в отборе ), его ходу при сбросе номинальной нагрузки с конденсационного режима.

Поскольку дроссельная щель в камере 7 закрыта, золотник 3 в этом случае весь свой путь проходит со статизмом, в соответствии с величиной слива, управляемого регулятором скорости, несмотря на то, что перекрыша Ь в конце хода выбрана. При сбросе номинальной нагрузки с этого же

режима, когда подвижная букса 2 установлена на нижний упор, астатический ход золотника 3 равен высоте полностью открытой щели в камере 7. Этот ход обеспечивает закрытие сервомотора на величину, равную его открытию нод действием суммирующего золотника регулятора давления.

На долю же регулятора скорости в этом случае остается сместить свой золотник на величину, соответствующую ходу сервомотора при сбросе номинальной нагрузки с конденсационного режима, чем и обеспечивается соответствующий статический заброс скорости. Астатический ход сервомотора при сбросе этой же нагрузки с включенным отбором обеспечивает в этом случае перемещение сервомотора регулирующих клапанов на закрытие под действием регулятора скорости на величину, равную ходу сервомотора при сбросе номинальной нагрузки с конденсационного режима. Таким образом, на режиме с включенным отбором дрк сбросе такой нагрузки, когда дроссельная щель 15 в буксе 2 закрыта, статический заброс скорости, как и обычно растет с ростом величины сбрасываемой нагрузки. При сбросе нагрузки, когда щель 15 в буксе 2 открыта, статический заброс скорости, в отличии от известных систем, одинаков для любой нагрузки этого диапазона вплоть до номинальной и равен статическому забросу скорости при сбросе номинальной нагрузки с конденсационного режима, что обеспечивается за счет различного по величине для каждой загрузки из диапазона астатического хода золотника 3, определяемого высотой открытой части дроссельной щели 15 в камере 7. Для двухотборной турбины в случае сброса нагрузки при двух включенных регулируемых отборах, зависимость хода золотника 3 от скорости турбины качественно ничем не отличается от зависимости для одноотборной турбины. Количественное отличие состоит в том, что в этом случае полностью открытая щель в отсеке 7 обеспечит такой астатический ход золотника 3, который необходим для закрытия сервомотора регулирующих клапанов на величину, равную сумме перемещений сервомотора при смещении суммирующих золотников регуляторов давления в сторону, соответствующую падению давления в отборах, от упора до упора. Максимальная нагрузка, которая может быть сброшена без астатического хода золотника регулятора скорости, для двухотборной турбины зависит от режима работы турбины. Важной особенностью устройства является независимость величины статического заброса скорости при сбросе больщих нагрузок от количества включенных отборов, причем зтот заброс не превыщает заброса при сбросе номинальной нагрузки на конденсационном режиме. Формула изобретения Устройство для регулирования турбины с отборами пара, содержащее регулятор скорости, гидравлически связанный с импульсной камерой дифференциального порншя регулирующего золотника, расположенного в буксе синхронизатора, и золотники переключателей отборов, отличающееся тем, что, с целью более эффективного ограничения скорости при сбросе нагрузки с включенными отборами, регулирующий золотник снабжен дополнительным поршнем, кромка которого расположена в канале, соединяющем импульсную камеру со сливом через золотники переключателей отборов и дроссельные щели в буксе синхронизатора.

12

11

W

i7