Устройство для контроля теплового состояния ротора турбины Советский патент 1982 года по МПК F01D19/02 

I

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации управления режимами работы паровой турбины, например, при ее пуске.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля.теплового состояния ротора турбины, содержащее датчик температуры в характерной точке ротора, подключенный к вычислительному блоку, выполненному в виде, по меньшей мере, трех сумматоров и трех элементов памяти, и генератор тактовых импульсов с выходными переключателями. На выходе устройства формируются значения температурных напряжений на обогреваемой поверхности и на поверхности расточки ротора и значение температуры на поверхности расточки tj.

Недостаток устройства - сложность его конструкции.

Цель изобретения - упрощение конструкции .

Эта цель достигается Тем, что устройство снабжено задатчиком начальных условий, введенным между датчиком и вычислительным блоком, в котором первый сумматор и элементы памяти включены в последовательную цепь с переключателем на входе каждого из них, и выходы первого сум10 .-матора подсоединены ко входам второго и третьего сумматоров, выходы элементов памяти - ко входам каждого из сумматоров, и выходы задатчика начальных условий - ко входам эле15ментов памяти.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 температуры в характерной точке ротора

20 турбины, задатчик 2 начальных условий, сумматоры 3-5, элементы памяти 6-8, генератор Э тактовых импульсов, управляющий выходными переключателями 10-13, показывающие приборы H-lG. Сумматоры и элементы памяти 6-8 составляют вычислительный блок 17 определения основных параметров температурного и напряженного состояния ротора турбины. Датчик 1 температуры в характерной точке ротора турбины соединен со входом задатмика 2 начальных условий представляющим собой переключатель с двумя выходами 18 и 19. Выход 18 через первый переключатель 10 соединен с входом первого сумматора 3. С выходом 19 соединены первые входы элементов памяти 6-8. Выход сумматора 3 соединен через второй переключатель 11 со входов) элемента памяти 6. Выход элемента памяти 6 через третий пере(лючатель 12 соединен со входом элемента памяти 7, выход кото рого, в свою очередь, -соединен через четвертый переключатель 13 со входом элемента памяти 8. Выходы сумматора 3 и элементов памяти 6 и 7 и выхо элемента памяти 8 соединены со вторым сумматором 4, выход которого сое динен с показывающим прибором Н. Выходы сумматора 3 и элементов памяти 6 и 7 и выход элемента памяти 8 соединены с входами третьего суммато ра 5, выход которого соединен с показывающим прибором 15« Выход сумматора 3 соединен с показывающим при бором 16. Выходы элементов памяти 6 И 7 И выход элемента памяти 8 соединены со входами сумматора 3. Генератор 9 тактовых импульсов соединен с четырьмя переключателями 10-13 Повышение точности достигается ув личением количе ;тва элементов памяти без изменения структуры устройства. Во всех случаях элементы памяти соединены между собой последовательно, а один из выходов каждого из этих элементов соединен с одним из входов сумматора, выход которого подключен к входу первого элемента памяти. Чис ло контролируемых параметров может быть увеличено за счет введения а схему устройства сумматоров, аналогичных сумматорам и 5, соединенных с одним из выходов первого сумматора 3 и одним из выходов элементов памяти 7 и 8. Устройство работает следующим образом. На выходе датчика 1, измеряющего температуру внутренней поверхности корпуса турбины, принимаемую за температуру наружной поверхности ротора в характерной точке, вырабатывается сигнал, пропорциональный измеряемой температуре. При наличии в схеме аналого-цифрового преобразователя сигнал подается на вход задатчика 2 начальных условий в цифровом, в противном случае - в аналоговом виде. При включении устройства переклю-. чатель задатчика 2 начальных условий соединен с выходом 19, при этом сигнал, пропорциональный значению температуры в начальный момент времени р( подается в вычислительный блок 17 на входы элементов памяти 68. После этого происходит переключение задатчика 2 начальных условий на выход 18. Генератор 9 тактовых импульсов через каждый интервал времени f производит кратковременное вклюНа первый вход мение переключателей подается значение сумматора 3 в данный момент времени; на выходах сумматора 3 вырабатываются значения температуры на внутренней расточке ротора tnp (t:) , на второй, третий и четвертый входы сумматора 3 подаются с четвертых выходов элементов памяти 6 и 7 и третьего выхода элемента памяти 8 соответственно значения температуры на поверхности внутренней расточки ротора tppCr-Af), tpp(t - ), tpp() За счет того, что на выходах сумматора 3 вырабатывается значение температуры tpp (Г), при каждом срабатывании переключателей, управляемых генератором 9 тактовых импульсов, происходит обмен значениями tpp между элементами памяти таким образом, что в каждый момент времени с выходов сумматора 3 может быть снят сигнал, пропорциональный tpp (С), с выходов элемента памяти 6 - сигнал, пропорциональный t рр (С - А С ), с выходов элемента памяти 7 - сигнал, пропорциональный tpp .(IT- 2eiC), с выходов элемента памяти 8 - сигнал, пропорциональный tpp(t- ЗЛС). Со выходов сумматора 3 и элементов памяти 6 и 7 и первого выхода элемента памяти 8 сигнала, пропорциональные, соответственно, tpp (Т), tpp (Г - ЛГ), t рр(Г - 2йГ), tpp (гг-Зй , поступают на входы второго сумматора Ц, где сигналы, умноженные на по5стоянные коэффициенты, суммируются. Сигнал, пропорциональный напряжениям на внутренней расточке ротора, с выхода сумматора 4 подается на по казывающий прибор I. С треть 1х выходов сумматора 3 и элементов памят 6 и 7 и второго выхода элемента памяти 8 сигналы, пропорциональные, соответственно (сг), tpp (С- й , t -(т- 2И tppiTT- поступают на входы сумматора 5, где сигналы, умноженные на постоянные коэффициенты, суммируются. Сигнал, пропорциональный напряжениям на наружной поверхности ротора, с выхода сумматора 5 подается на показывающи прибор 15. Сигнал, пропорциональный температуре поверхности осевой раст ки рЪтора top (f) в текущий момент времени Т, с четвертого выхода сумматора 3 подается на показывающий прибор 16. Определение напряжений на внутренней расточке ротора GpptC , напряжений на наружной поверхности ро тора температуры поверхности осевой расточки производится с использованием следующих зависимостей: OpptTl-.S ot tppr-t -iuT, « риЕ-пз--,; i,-tppt -i t;. pHL-j TO -t СТ ---tp To 7 где rf, 1, y-i постоянные коэффицйенты, зависящие от геометрических размеров ротора и величины интервала времени дТДанное устройство, выполняя те ж функции, что и известное, содержит три сумматора, три элемента памяти вместо восемнадцати, что повышает надежность работы устройства. Точность определения параметров температурного и напряженного состояния ротора турбины при помощи данного устройства выше, чем при помощи известного, за счет учета начального температурного состояния ротора, осуществляемого введением задатчика начальных условий. Формула изобретения Устройство для контроля теплового состояния ротора турбины, содер жащее датчик температуры в характерной точке ротора, подключенный к вычислительному блоку, выполненному в виде, по меньшей мере, трех сумматоров и трех элементов памяти, и генератор тактовых импульсов с выходными переключателями, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство снабжено задатчиком начальных условий, введенным между датчиком и вычислительным блоком, в котором первый сумматор и элементы памяти включены в последовательную цепь с переключателем на входе каждого из них и выходыопервого сумматора подсоединены ко входам второго и третьего сумматоров, выходы элементов памяти - ко входам каждого из сумматоров, а выходы задатчика начальных условий ко входам элементов памяти, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № , кл. 15-17, опублик. 1969.