Система защиты турбины Советский патент 1982 года по МПК F01D21/02 

(54) СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ТУРБИНЫ

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при защите турбин от недопустимого повышения частоты вращения ротора.

Известны системы защиты турбины от недопустимого повыщения частоты вращения ротора, содержащие центробежный датчик, расположенный на роторе и взаимодействующий с подводящим и приемным соплами, выключатель стопорного клапана, соединенный с линией управления стопорным клапаном с сливом и с приемным соплом, и линию управления регулирующими клапанами 1.

Однако в этих системах выключатель выполнен таким образом, что необходимо наличие элементов с трущимися парами. Тем самым снижается надежность выключателя и системы в целом.

Известна также система защиты турбины от недопустимого повыщения частоты вращения ротора, содержащая центробежный датчик, расположенный на роторе и взаимодействующий с подводящим и приемным соплами, выключатель стопорного клапана, выполненный в виде размещенной в корпусе пластины, полость над которой соединена с

приемным соплом, а полость под пластиной разделена перегородками на концентрические камеры, первая из которых соединена с линией управления стопорным клапаном, а вторая - с сливом, линию питания с дросселем, подключенную к подводящему соплу и к линии взведения, снабженной запорным органом, и линию управления регулирующими клапанами 2.

Недостатком известной системы является несколько пониженная надежность.

Цель изобретения - повыщение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что пластина выключателя закреплена на установленной в корпусе мембране, в полости над пластидой установлено упорное кольцо, и полость внутри кольца соединена с линией взведения и с атмосферой, в полости под пластиной установлена дополнительная пезо регородка, и образованная при этом третья камера расположена в центре полости под пластиной и соединена с линией управления регулирующими клапанами, вторая камера расположена вокруг третьей, а первая - вокруг второй и дополнительно соединена с линией питания. На чертеже изображена предлагаемая система защиты. Центробежный датчик 1 кольцевого типа укреплен на плоских направляющих лентах 2. Подводящее сопло 3 соединено с линией 4 питания рабочей жидкостью через дроссель 5. Соосно подводящему соплу 3 установлено приемное сопло 6. Выключатель 7 стопорного клапана турбины выполнен в виде клапана с мембраной 8 и пластиной 9. Полость 10 над пластиной 9 соединена с приемным соплом 6 и через отверстие 11 - с атмосферой. Полость 10 снабжена линией 12 взведения, соединенной через запорный орган 13 с линией питания, причем линия 12 и отверстие 11 подсоединены к полости 14, расположенной внутри упорного кольца 15, установленного в полости 10. Полость 16 под пластиной выключателя разделена перегородками 17 и 18 на три концентрические камеры. Первая камера 19 соединена с линией 20 управления стопорными клапанами и подводящим соплом 3, вторая камера 21 соединена со сливом, а третья камера 22 - с линией 23 управления регулирующими клапанами. В камере 21 может быть В аделепа перегородкой 24 полость 25, соединенная дренажными отверстиями 26 с сливом. Система работает следующим образом. Рабочая жидкость через дроссель 5 подается к подводящему соплу 3, из которого она попадает в приемное сопло 6 и далее в полость 10 выключателя 7. В полости 16 последнего пластина 9 перекрывает слив из полости 16 и связь с линией 23, управляющей открытием регулирующих клапанов турбины. Из линии после дросселя 5 жидкость- подводится в полость 16 выключателя 7 и по линии 20 - в полость сервомотора стопорного клапана. Для взведения выключателя по линии 12 через запорный орган 13 подают рабочую жидкость. При срабатывании центробежного датчика 1 кольцо пересекает струю жидкости, идущую из сопла 3 в сопло 6. Давление жидкости в приемном сопле 6 падает и, соответственно, падает давление жидкости в полости 10. В то же время в полости 16 давление сохраняется на прежнем уровне. Под действием перепада давления на мембрану 8 пластина поднимается вверх и прижимается к упорному кольцу 15. Тогда в полости 14, благодаря отверстию 11, давление жидкости падает до атмосферного и пластина 9 оказывается прижатой кверху с больщим усилием, чем только из-за перепада давления в П(;лости 16 и полости 10. При перемещении пластины 9 вверх открьшается слип жидкости из камеры 19 и, соответственно, из линии после дросселя 5. Падение давления в этой линии по линии 20 передается в полость сервомотора, что вызывает закрытие стопорного клапана. При этом происходит выталкивание жидкости в линию 20 и тем самым в какой-то мере поддерживается повыщенное давление в камере 19. При этом жидкость попадает в полость 25, из которой сливается через отверстие 26 малого сечения. Поэтому давление в полости 25 несколько возрастает. Тем самым усиливается прижатие пластины 9 к упорному кольцу 15 и тем повыщается надежность срабатывания выключателя и удержания пластины 9 в верхнем положении. При подъеме пластины 9 открывается слив из камеры 22, в которую подводится жидкость из линии 23 управления регулирующими клапанами турбины, что вызывает закрытие и тих клапанов. После закрытия стопорного клапана и его остановки давление в линии 20 резко падает Но как бы ни велико было бы уменьщение этого давления, давление в приемном сопле 6 будет всегда еще меньше и потому пластина 9 останется прижатой к упорному кольцу 15. Когда частота вращения ротора турбины снизится до уровня настройки центробежного датчика, кольцо займет положение, концентрическое по отношению к валу, и поток жидкости из сопла 3 будет свободно направляться в приемное сопло 6. Поскольку перед соплом 3 сохранится пониженное давление, это не может привести к отрыву пластины 9 от упорного кольца 15 и вся система останется в положении полного срабатывания. Для открытия стопорного клапана .необходимо открыть запорный орган 13, что приведет к подводу жидкости в полость 14. Давление в этой полости повысится, и пластина 9 опустится вниз, прикрывая слив жидкости из камеры 19. Давление в этой камере возрастет, соответственно возрастет давление в линии 20 и перед соплом 3. Повыщение давления в линии 20 вызовет открытие стопорного клапана турбины. Повышение давления перед соплом 3 приведет к соответствующему повышению давления в сопле 6. Если после этой операции по ощибке персонала запорный орган 13 останется открытым, давление в полости 10 окажется равным давлению перед соплом 3 и это будет сигналом о неправильном действии персонала. Таким образом, во всей системе исключены трущиеся элементы и тем самым повыщена надежность ее срабатывания. Поскольку линии подвода жидкости к соплу 3, выключателю 7 и сервомотору стопорного клапана питаются из одной линии после дросселя 6, то никакие возмущения в линии питания не смогут привести к ложному срабатыванию защиты, что также повыщает надежность.

Формула изобретения

Система защиты турбины от недопустимого повышения частоты вращения ротора, содержащая центробежный датчик, pacnoj ложенный на роторе и взаимодействующий с подводящим и приемным соплами, выключатель стопорного клапана, выполненный в виде размещенной в корпусе пластины, полость над которой соединена с приемным соплом, а полость под пластиной разделена перегородками на концентрические камеры, первая из которых соединена с линией управления стопорным клапаном, а вторая - с сливом, линию питания с дросселем, подключенную к подводящему соплу и к линии взведения, снабженной запорным органом, и линию управления регулирующими клапанами, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности, пластина выключателя закреплена на установленной в корпусе мембране, в полостк над пластиной установлено упорное кольцо и полость внутри кольца соединена с линией взведения и с атмосг ферой, в полости под пластиной установлена дополнительная перегородка, и образованная при этом третья камера расподожена в центре полости под пластиной и соединена с линией управления регулирующими клапанами, вторая камера расположена вокруг третьей, а первая - вокруг второй и дополнительно соединена с линией питания. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2 Авторское свидетельство СССР № 567831, кл. F 01 D 21/02, 1976.