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

Изобретение относится к теплоэнер гетике и может быть использовано дл контроля термонапряженного состояния роторов паровых турбин, например, пр пуске. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является устройство для контроля прогрева ротора турбины, содержащее датчик температуры па pa в характерной точке ротора, подключенный ко входу элемента сравнения, соединенного выходом с первым, входом умножители, ко второму входу которого подключен через функциональный преобразователь датчик режима работы турбины, а к выходу - интегратор, и блок вычисления разности температур по толщине ротора, выполненный в виде соединенных между собой сумматоров и динамических звеньев и подключенный своим выходом вместе с выходом интегратора ко входу элементд сравнения. Динамические звенья блока вычисления выполнены в виде инерционных звеньев, подключенных параллельно сумматору l3. Недостатком известного устройства следует считать несколько пониженную точность и надежность контроля из-за необходимости реализовать значительные постоянные времени инерционных звеньев. Цель изобретения - повышение точности и надёжности контроля. Для достижения поставленной цели динамические звенья блока вычисления выполнены в виде звеньев постоянного запаздывания и включены в последовательную цепь между двумя сумматорами, причем выходы каждого из этих звеньев соединены со входак обоих сумматоров, а выход первого по ходу цепи сумматора подключен ко входу второгб сумматора. На чертеже приведена схема данного устройства.( Устройство содержит датчик 1 темп ратуры пара в характерной точке рото ра 2, элемент сравнения 3, датчик Ц режима работы турбины, функциональны преобразователь 5, умножитель 6, бло 7вычисления разности температур по толщине ротора, содержащий сумматоры 8и 9, динамические звенья - звенья постоянного запаздывания 10 и 11, ин тегратор 12. Датчик 1 температуры па ра в характерной точке ротора 2 подключен к первому входу элемента срав нения 3. Датчик k режима работы турбины подключен через функциональный преобразователь 5 к первому входу ум ножителя 6, ко вторЬму входу которого подключен выход элемента сравнения 3 Первый выход умножителя 6 подключен к первому входу сумматора 8, первый выход которого соединен с выходом первого звена постоянного запаздывания 10. Первый выход звена постоянного запаздывания 10 соединен со входом второго звена постоянного запаздывания 11, первый выход которого соединен с первым входом сумматора 9. Вторые выходы звеньев постоянного запаздывания 10 и 11 подключены К . второму и третьему входам сумматора 9, а второй выход сумматора 8 и третий выход постоянного запаздывания 10 соединен со вторым и Третьим входами сумматора 9. Второй выход умножителя 6 соединен со входом интегратора 12, первый выход которого, а также первый выход сумматора 9 соединены со вторым и третьим входами элемента сравнения 3. Второй выход сумматора 9, третий выход сумматора 8 и второй выход интегратора 12 являются выходами 13, 1 и 15 устройства в целом. Суммйторы 8 и 9 и звенья постоянного запаздывания 10 и 11 составляют блок 7 вычисления разности температур по толщине ротора. Устройство работает следующим образом. В элемент сравнения 3 поступают сигналы - аналоги: текущего значения температуры пара, омывающего ротор от датчика 1, текущего значения сред ней температуры ротора 2 - от интегратора 12 и текущего значения разнос ти температур по ротора 2 с выхода блока 7 ( выхода сумматора 9 В элементе сравнения 3 формируется сигнал, пропорциональный разности температуры пара, омывающего ротор;2, и температуры обогреваемой поверхности ротора 2. Этот сигнал в умножителе 6 умножается на сигнал, пропорциональный критерию Био, который формируется функциональным преобразователем 5 и зависимости от сигнала, вырабатываемого датчиком i режима работы турбины. Сформированный в умножителе 6 сигнал, пропорционален тепловому потоку на обогреваемой поверхности ротора 2 и производной по о времени средней температуры ротора 2, Интегрирование этого сигнала интегратором 12 обеспечивает получение сигнала, пропорционального средней температуре ротора, который поступает затем на вход элемента сравнения 3. В сумматоре 8 производится алгебраическое суммирование с весовыми коэффициентами сигналов - аналогов, поступающих с выхода умножителя 6 и звеньев постоянного запаздывания 10 и 11, в результате которого формируется сигнал, пропорциональный текущему значению температуры поверхности осевой расточки ротора 2. На выходе звена постоянного запаздывания 10 получают сигнал, пропорциональный значению этой температуры в момент времени, сдвинутый назад по отношению к текущему моменту на интервал, равный постоянной времени звена. На выходе звена постоянного запаздывания 11 получают сигнал, пропорциональный значению этой температуры в момент времени, сдвинутый назад по отношению к текущему моменту на интервал, равный сумме постоянных времени звеньев 10 и 11. В сумматоре 9 производится суммирование с весовыми коэффициентами сигналов, пропорциональных значениям температуры поверхности осевой расточки в три разных момента времени, в результате чего получают сигнал, пропорциональный текущему значению разности температуры по толщине ротора. Этот сигнал поступает на один из входов элемента сравнения 3 На выходе устройства получают эффективную разность температур по толщине ротора 2 выход 13 , равную разности средней температуры и температуры обогреваемой поверхности; температуру осевой расточки ротора 2 (выход 1); среднюю температуру ротора 2 (выход 15. Соответствующие сигналы поступают на регистрирующие или показывающие

приборы либо используются в системах автоматического регулирования.

Изобретение позволяет повысить точность контроля термонапряженного состояния ротора турбины при прогреве, что обуславливает увеличение надежности турбоагрегата в целом.

Формула изобретен

Устройство для контроля прогрева ротора турбины, содержащее датчик температуры пара в характерной точке ротора, подключенный к входу элемента сравнения, соединенного выходом с первым входом умножителя, к второму входу которого подключен через функциональный преобразователь датчик режима работы турбины, а к выходу - интегратор, и блок вычисле280 16

ния разности температур по толщине ротора, выполненный в виде соединенных между собой сумматоров и динамических звеньев и подключенный своим

5 выходом вместе с выходом интегратора к входу элемента сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, динамические звенья блока вычисления выполнены в виде звеньев постоянного запаздывания и включены в последовательную цепь между двумя сумматорами, причем выходы каждого из этих звеньев соединены с входами

15 обоих сумматоров, а выход первого по ходу цепи сумматора подключен к входу второго сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 I. Авторское свидетельство СССР К i69733, кл. F01D 19/02, 1975.