Устройство для контроля теплового состояния ротора турбины Советский патент 1983 года по МПК F01D19/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при контроле переходных рездамов паровых турбин.

Поосновному авт.св. 905501 известно устройство для контроля теплового состояния ротора турбины, содержащее датчик температуры, подключенный через задатчик начальных условий к вычислительному блоку, выполненному по меньшей мере из трех сумматоров и трех эл.ементов памя,ти, и генератор тактовых импульсов с выходными переключателями, причем в вычислительном блоке первый сумматор и элементы памяти включены в последовательную цепь с .переключателем на входе каждого из них; выходы первого сумматора подсоединены к входам второго и третьего суммато-ров, выходы элементов памяти подсоединены к входам каждого из сумматоров , а выходы задатчика начальных условий к входам элементов памяти tl.

Недостаток устройства - пониженная точность контроля вследствие отсутствия учета изменения температуропроводности материала ротора в зависимости от температуры.

Цель изобретения - повышение точности контроля путем учета зависимости теплофизических свойств мате.риала ротора от температуры.

Для достижения поставленной цели в устройство введены последовательно соединенные счетчик, компаратор и дополнительный переключатель, включ. ченные между генератором тактовых

10 импульсов и выходными переключателями, и функциональный преобразователь, вход которого соединен с датчиком температуры, а выход - с входс компаратора, причем выход крмпаратора

15 соединен с входом счетчика.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 температуры в характерной точке ротора

20 турбины, задатчик 2 начальных условий, сумматоры 3-5, элементы 6-8 памяти, генератор 9 тактовых импульсов, управляющий выходными переключателями 10-13, показывающие прибо25ры 14-16. Сумматоры 3-5 и элементы 6-8 памяти составляют вычислительный блок 17 определения основных параметров температурного и напряженного состояния ротора турбины. Устройство

30 содержит также функциональный преобраэователь 18, счетчик 19, компаратор 20 и дополнительный переключатель 21. Датчик 1 TeNmepaTypH в характерной точке- ротора турбины соединен с входом эадатчика 2 начальны условий, представляющего србой пере ключатель с двумя выходами 22 и 23. (Выход 22 через первый выходной переключатель 10 соединен с входом пе вого сумматора 3. С выходом 23 соединены первые входы элементов 6-8 памяти. Выход сумматора 3 соединен через второй выходной переключатель 11 с входом элемента б памяти. Выход элемента б памяти через третий выходной переключатель 12 соединен с входом элемента 7 памяти, выход которого, в свою очередь, соединен через четвертый выходной переключатель 13 с входом элемента 8 памяти. Выходы сумматора 3 и элементов 6 и 7 памяти и выход элемента 8 памяти соединены с вторым сумматором 4, выход которого соединен с показывающим прибором 14. Выходы сумматора 3 и элементов 6 и 7 памяти и выход элемента 8 памяти соединены с входами третьего сумматора 5, выход которого соединен с показывающим прибором 15. Выход сумматора 3 соед нен с показывающим прибором 16. Выходы элементов б и 7 памяти и выход элемента 8 памяти соединены с входами сумматора 3. Датчик 1 характер ной температуры ротора через функциональный преобразователь 18 подкл чан к первому входу компаратора 20, к второму входу которого подключен счетчик 19, соединенный с выходом генератора 9 тактовых импульсов. Выход компаратора 20 соединен с сче чиком 19 и через дополнительный переключатель 21 с переключателями 10-13. Устройство работает следующим образом. На выходе датчика 1 вырабатывает ся сигнал, пропорциональный темпера туре наружной поверхности ротора турбины. При наличии в схеме аналого-цифрового преобразователя сигнал подается на вход задатчика 2 началь ных условий в цифровом, а в противном случае - в аналоговом виде. При включении устройства переключатель задатчика 2 начальных условий соединен с выходом 23, при этом сигнал пропорциональный значению температу ры наружной поверхности ротора в начальный момент времени t рн СО, подается в вычислительный блок 17 на.входы элементов 6-8 памяти. Посл этого происходит переключение задат чика 2 начальных на выход 2 Дополнительный .переключатель 21 через определенные интервалы времени ДТ.,- (,), зависящие от величины температуры обогреваемой поверхности ротора; по сигналу компаратора 20,, производит кратковременное включение переключателей 10-13, Управление работой переключателя 21 происходит следующим образом. Сигнал., пропорциональный температуре обогреваемой поверхности ротора, от датчика 1 поступает на вход функционального преобразователя 18, на выходе которого вырабатывается сигнал, пропорциональный величине теку« л щего интвервала времени . - о о ; где «я - постоянная величина, Соответствующая величине температуропроводности при некоторой температуре t р ротора, Ato - постоянная величина, соответствующая интервалу времени переключения при той же температуре, di {) - температуропроводность при текущей температуре -Kt) ротора в рассматриваемый момент времени Т . Этот сигнал равен п-дТ,-/ /dtp , где лТр - интервал времени между импульсами тактового генератора. Сигнал величины п поступает на вход компаратора 20, на второй вход которого с выхода счетчика 19 поступает сигнал величины числа тактов геуератора 9 с момента начала отсчета на рассматриваемом интервале времени ut . Когда величина этого сигнала достигнет значения п , соответствующего текущему значению температуры ротора, компаратор 20 подает команду дополнительному переключателю 21, который, в свою очередь, производит переключения в вычислительном блоке 17. Одновременно команда от компаратора 20 поступает На счетчик 19, вызывая сброс его паг«шти. На каждом новом интервале времени дС счетчик 19 начинает отсчет импульсов тактового генератора снуля. На первый вход сумматора 3 поступает сигнал по значению температуры наружной поверхности ротора tp.CTj в данный момент времени. На выходах сумматора 3 вырабатываются значения температуры на внутренней расточке ротора i рр т J ; на второй, третий и четвертый входы сумматора 3 подаются с четвертых выходов элементов 8 памяти соответственно значения температуры на поверхности внутренней расточки ротора с отставанием на один, два и три интервала времени Vt - iJVpM r i--,. .-dV2. За счет того, что на выходах сумматора 3 вырабатывается значение температуры tpp CCJ, при каадом срабатывании переключателей 10-13, управляемых допел ни тел ьныь переключателем 21, происходит оЫлен значе ниями tpp медду элементами памяти Т.аким образом, что в каждый момент времени с выходов сумматора 3 может быть снят сигнал, пропорциональный ipp I с выходов элемента 6. па мяти сигнал, пропорциональный tpjS HLv- ЛТ i , с выходов элемента памяти сигнал -пропорциональный tppCt -лчг -лт., 3 , с выходов элемента памяти 8 сигнал, пропорцио нальный ,-AV5. С вторых выходов сумматора 3 и элементов 6 и 7 памяти и первого выхоща элемента 8 памяти сигналы пропор циональные соответственно , Spf J-Vl - .. .поступают на входы второго суммафо.-ра 4., где сигналы, умноженные на постоянные коэффициенты, суммируютс Сигнал, пропорциональный напряжениям на внутренней расточке ротора,, с выхода сумматора 4 подается на пока эывающий прибор 14. С третьих выход сумматора 3 и элементов б и 7 памят ,и йторого выхода элемента 8 памяти сигналы, пропорциональные соответ.ственно ppm.., tpp -e-dt.-drj.. 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 показывающий прибор 15. Сигнал, пропорционал ный температуре поверхности осевой расточки ротора 1рр СТ в текущий момент времени Т , о четверто выхода сумматора 3 подается на по.казыв1ающий прибор 16. Определение напряжений на внутр«энней расточке ротора (ppCC i на наружной поэ рхности ротбра рн , температуры поверхности осевой раствчки производится с использованием следующих э-ависи гос ей-{ Vf /itpp - V,-J. Vrr где Ы, /4,-, yj- постоянные коэффициенты, зависяьще от геометрических размеров ротора, величины интервала времени ut и величины коэффициента температуропроводности а Предлагаемое устройствоf выполняя те же функции, что и известное позволяет учесть зависимость теплофизических свойств материала ротора от температуры, что обусловливает повышение точности определения температурного и напряженного состояния ротора. Формула изобретения Устройство для контроля теплового состояния ротора турбины ло авт.св. № 9D5501, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля путем учета зависимости теплофизических свойств материала ротора от температуры, в него введены последовательно соединеННые счетчик, компаратор и дополнительный переключатель, включенные между генератором тактовых импульсов и выходными переключателями, и функциональный преобразователь, вход косоного соединен с датчиком температуры, а вых@д - с входом компаратора, выход компаратора соединен с входом счетчика« Источники. информации, принятЁЮ в« внимание при экспертизе 1. йв-рорское свидетельство СССР MSSOl, кл. F 01 D 19/02, 1980.