Устройство для контроля прогрева ротора паровой турбины Советский патент 1980 года по МПК F01D19/02 

ббратной связью, приЧем выход преобразователя подключен ко входу дополнительного элемента умножения.

На фиг. 1 приведена схема устройства с подачей на вход блока вычисления сигнала соответствующего потоку тепла от пара к поверхности ротора, что наиболее целесообразно при работе на перегретом паре; на фиг. 2 приведена схема устройства, где на вход блока вычисления подается сигнал, соответствующий температуре обогреваемой поверхности ротора, что может быть использовано при работе как на подогретом, так и на влажном паре.

Основными моментами устройства для контроля прогрева ротора являются последовательно включенные датчик 1 температуры греющего пара, блок 2 формирования входного сигнала и содержащий интегрирующее звено 3 блок

4вычисления характерной температуры ротора.

В состав блока 4, помимо интегрирующего звена 3, входит также нелинейный (или линейный) преобразователь

5сигнала на выходе блока 4 вычисления и элемент б умножения. Входы элемента 6 умножения соединены с. выходами блока 2 формирования входного сигнала и преобразователя 5, а выход

6элемента соединен с входом интегрирующего звена 3.

В схеме на фиг. 2 блок 4 вычисления характерной температуры помимо названных узлов 3,5 и 6, содержит дополнительную цепь из включенных последовательно дополнительного элемента 7 умножения и дополнительного интегрирующего звена 8, охваченных отрицательной обратной связью с помощью сумматора 9, при этом входы обоих элементов 6 и 7 умножения подключены к выходу преобразователя 5. Первая цепь, состоящая из элемента б умножения и интегрирующего звена 3 в схеме фиг. 2также охвачена отрицательной обратной связью через сумматор 10. При этом обе цепи включены параллельно к сумматору 11, выход которого и является выходом блока 4 вычисления.

В качестве характерной температуры, вычисляемой блоком 4, используется среднеинтегральная темпера±ура сечения ротора. Схема фиг. 1 дополнена также блоком 12 вычисления разности температуры поверхности и среднеинтегральной температуры, включенным параллельно блоку 4. Блоки 4 и 12 вместе с сумматором 11 их выходных сигналов образуют блок 13 вычисления другой характерной температурытемпературы поверхности ротора. Этот блок 13 помимо дополнительной цепи состоящей из дополнительного элемента 7 умножения и дополнительного интегрирующего звена 8, охваченных обратной связью через сумматор 9, содержит вторую дополнительную цепь, состоящую из последовательно включенных второго дополнительного элемента 14 умножения и второго дополнительного интегрирующего звена 15, охваченных отрицательной обратной связью через сумматор 16. Обе дополнительные цепи включены параллельно к сумматору 17, выход которого подключен к входу сумматора 11 вместе с выходом интегрирующего звена 3.

О В схеме фиг. 2 блок 12 вычисления разности температур образован сумматорет 17, к прямому и инвертному входам которого подключены соответственно вход и выход блока 4 вычисления характерной температуры.

В схеме фиг. 1 блок 2 формирования входного сигнала образован сумматором 18, к прямому и инверторному входам которого подключены соответственно датчик 1 температуры греющего пара и выход блока 13 вычисления температуры поверхности ротора, еще одним элементом 19 умножения и нелинейным преобразователем 20 сигнала от датчика 21 параметра работы турбины, например, датчика давления пара. При этом к входам элемента 19 умножения подключены выходы сумматора 18 и преобразователя 20, а выход элемента 19 является выходом блока

0 2. Преобразователь 20 реализует зависимость значения критерия Био для ротора от параглетра работы турбины.

j В схеме фиг, 2 выходом блока 2 является выход сумматора 18, а в

5 состав блока 2, помимо сумматора 18, элемента 19 умножения и нелинейного преобразователя 20 сигнала от датчика 21 входит дополнительно динамический преобразователь 22 сигнала на

л выходе блока 4 вычисления характерной температуры. При этом выходы нелинейного преобразователя 20 и динамического преобразователя 22 подключены к входам элемента 19 умножения, выход которого соединен с ин5 вертным входом сумматора 18, а к прямому входу сумматора 18 подключен датчик 1 температуры греющего пара. Преобразователь 20 в схеме фиг. 2 реализует зависимость величины обратной критерию Био, от параметра работы турбины, а на выходе динамического преобразователя 22 получают сигнал, соответствующий градиенту температуры на обогреваемой поверхности рото5 Ра.

Устройство работает следующим образом.

При переходном режиме работы турбины происходит изменение -г&лперату0 ры греющего пара, измеряемой датчиком 1, что вызывает изменение температурного состояния, условно названное прогревом ротора турбины. В блоке 2 происходит формирование сигнала

5 на входе блока 4 вычисления характерной температуры, а в схеме фиг.1также блоков 12,13 вычисления; Структура блока 2 формирования учитывает благодаря наличию нелинейного преобразователя 20 сигнала от датчика 21 параметра работы турбины изменение условий теплоотдачи от пара и поверхности ротора.

В процессе изменения характерной температуры металла ротора, вычисляемой блоком 4, преобразователь 5 сигнала на выходе этого блока учитывает изменение постоянной времени прогрева ротора путем изменения сигнала, подаваемого на вход интегрирующего звена 3, дополнительного интегрирующего звена 8, а в схеме фиг.2 - и второго дополнительного интегрирующего звена 15 в соответствии с изменением величины, обратно пропорциональной значению температуропроводности металла при текущей температуре, вычисляемой блоксм 4. Это изменение входного сигнала эквивалентно изменению постоянных времени интегрирования интегрирующих звеньев.

Выходы блоков вычисления 4 и 12, а в схеме фиг. 1 - также и блока 13 вычисления, могут быть подключены к показывающим (регистрирующим) приборам, а при автоматизации управленияподключены к устройствам автоматизированной системы управления (не показаны) .

Данное устройство предназначено для установки на цилиндрах высокого и среднего давления паровых турбин большой мощности тепловых электростанций. ПовЕлшение точности контроля термонапряженного состояния роторов благодаря учету изменения постоянных времени их прогрева с температурой позволяет повысить маневренность турбины, благодаря возможности уменьшения запасов относительно предельно

доп$гстимых значений контролируемых разностей температур.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля прогрева ротора паровой турбины, содержащее последовательно соединенные датчик температуры греющего пара, блок формирования входного сигнала и блок вычисления характерной температуры ротора с интегрирующим звеном, о тличающееся тем, что, с

целью повышения точности контроля путем коррекции постоянной времени прогрева при изменении температуропроводности материала ротора, устройство

дополнительно содержит преобразователь сигнала и элемент умножения, введенные в блок вычисления характерной температуры ротора, причем элемент умножения подключен одним входом

к выходу блока формирования вторым входом - к выходу преобразователя и выходсм - к входу интегрирующего звена, выход которого подключен к входу преобразователя.

, 2. Устройство по п. 1, о т л Н Т

ч.ающееся тем,что, в блок вычисления характерной температуры введена по крайней мере одна цепь в виде включенных параллельно элементу умножения и интегрирующему звену и

последовательно соединенных дополнительного элемента умножения и дополнительного интегрирующего эвена, охваченных отрицательной об затной связью, причем выход преобразователя

подключен ко входу дополнительного элемента умножения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 569733, кл. F 01 О 19/02, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР , 578756, кл. F 01 D 19/02, 1976. :