CS207992B1

CS207992B1 - Connection of the electronic regulation system of the vapour turbines

Info

Publication number: CS207992B1
Application number: CS266479A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Pokorny; Zdenek Sluka
Original assignee: Frantisek Pokorny; Zdenek Sluka
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1981-08-31

Description

(54) Zapojení elektronického regulačního systému parních turbin(54) Connection of the electronic steam turbine control system

Vynález se týká zapojení elektronického reguί lačního systému parních turbin s použitím pro jakékoliv parní turbiny.The invention relates to the wiring of an electronic steam turbine control system for use with any steam turbine.

Dosud jsou známy elektronické regulační systé' my parních turbin, které obvykle řeší dílčí regulace i turbiny, jako samostatné regulační obvody. Zapo^: jení jednotlivých regulačních obvodů a vazeb mezi ; obvody je často nesystémové a postrádá jednotné funkční, ovládací i ochranné řešení. Z uvedeného uspořádání vyplývají obvykle i nejednotné zásady pro výrobu, zkoušení a seřízení jednotlivých regulačních zařízení. Nevýhody tohoto uspořádání vyniknou zvláště se vzrůstem požadavků na ovládací logiku celého systému a se začleněním nadřazených řídicích systémů. Uvedené nedostatky mají vliv na pracnost při výrobě, zkoušení, seřizování ' a opravy zařízení na elektrárně a mají vliv na spolehlivost provozu turbiny. Současné analogové systémy parních turbin jsou obvykle uspořádány tak, že nejnižším stavebním prvkem je elektronická jednotka, která presentuje jednu nebo více elektronických funkcí. Při návrhu regulačního systému jsou elektronické jednotky vzájemně propojovány tak, aby celek splňoval stanovené požadav[ ky na regulaci soustavy. Takové řešení regulačního systému vyžaduje značné nároky na stadium návrhu systému, ale i jeho zkoušení a uvádění do provozu. Nevýhody řešení zvláště vyniknou má-li být vyprojektován regulační systém v krátké době. Výše uvedené nedostatky mají nepříznivý ekonomický dopad.Up to now, electronic control systems for steam turbines are known which usually solve partial control and turbines as separate control circuits. ^Con: CONNECTION individual control circuits and links between; circuits are often non-systemic and lack uniform functional, control and protective solutions. This arrangement usually results in non-uniform principles for the production, testing and adjustment of individual control devices. The disadvantages of this arrangement are particularly evident with the increasing demands on the control logic of the entire system and the integration of higher-level control systems. These shortcomings have an impact on the manufacturing, testing, adjusting and repair work on the plant and affect the reliability of the turbine operation. Current analog steam turbine systems are usually arranged such that the lowest component is an electronic unit that presents one or more electronic functions. When designing the control system, the electronic units are interconnected so that the whole meets the set requirements for the control of the system. Such a solution of the control system requires considerable demands on the design stage of the system, but also on its testing and commissioning. The disadvantages of the solution are particularly apparent if the control system is to be designed in a short time. The above shortcomings have an adverse economic impact.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zapojení elektronického regulačního systému parních turbin podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že funkční celek logické řízení je připojen jednak na funkční celek základní regulace turbiny, jednak na funkční celek regulace přepouštěcích stanic, jednak na funkční celek regulace teplotního namáhání kovu turbiny a jednak je připojen na funkční celek otáčkoměru turbiny a současně na funkční celek separátních regulací turbiny, a že vstupy — výstupy funkčního celku základních regulací turbiny a funkčního celku regulací přepouštěcích stanic a funkčního celku regulace teplotního namáhání kovu turbiny a funkčního celku otáčkoměru turbiny a funkčního celku separátních regulací turbiny, jsou vzájemně propojeny a připojeny na výstupy — vstupy.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the connection of the electronic steam turbine control system according to the invention, which is based on the fact that the functional logic control unit is connected both to the basic turbine control unit and the transfer station control unit. turbine and on the other hand it is connected to the functional unit of the turbine tachometer and at the same time to the functional unit of the separate turbine control, and that inputs - outputs of the basic turbine and functional control unit of separate turbine controls, they are interconnected and connected to outputs - inputs.

Je výhodné, když u funkčního celku základní regulace turbiny je na první vstup modulu ručního ovládání ventilů připojen výstup modulu regulace tlaku páry, na druhý vstup modulu ručního ovládání ventilů je připojen výstup modulu regulace výkonu, na třetí vstup modulu ručriífio óvládání ventilů je připojen výstup modulu regulace otáček a výstup modulu regulace teploty topné vody je připojen na čtvrtý vstup modulu ručního ovládání ventilů, jehož jeden výstup je připojen na vstup modulu turbinového polohového ovladače a druhý výstup modulu ručního ovládání ventilů je připojen na vstup modulu výkonových výstupů na regulační ventily a současně na vstup modulu výkonových výstupů na záchytné ventily.It is preferred that for the basic turbine control unit, the output of the steam pressure control module is connected to the first input of the manual valve control module, the output of the power control module is connected to the second input of the manual valve control module. the speed control and the output of the heating water temperature control module are connected to the fourth input of the manual valve control module, one output of which is connected to the input of the turbine position module and the other output of the manual valve module is connected to the output of the output module power output module input to check valves.

Dále je výhodné, když u funkčního celku regulace přepouštěcích stanic je výstup modulu regulace tlaku vysokotlakých přepouštěcích stanic připojen na první vstup modulu výkonových výstupů vysokotlakých přepouštěcích stanic, na jehož druhý vstup je připojen výstup modulu regulace teploty vysokotlakých přepouštěcích stanic a výstup modulu regulace teploty topné vody je připojen na třetí vstup modulu výkonových výstupů vysokotlakých přepouštěcích stanic, a že výstup modulu reguláfce tlaku nízkotlakých přepouštěcích stanic je připojen na první vstup modulu výkonových výstupů nízkotlakých přepouštěcích stanic, na jehož druhý vstup je připojen výstup modulu regulace teploty nízkotlakých přepouštěcích stanic.In addition, it is advantageous if, for the relief station control unit, the output of the high pressure relief station pressure control module is connected to the first input of the high pressure relief station power output module, to the second input of the high pressure relief station temperature control module output and the heating water temperature control module output. is connected to a third input of the high pressure relief station power output module, and that the output of the low pressure relief station pressure regulator module is connected to the first low pressure relief station power output module output, to the second input of the low pressure relief station temperature control module output.

Dále je ještě výhodné, když u funkčního celku regulace teplotního namáhání kovu turbiny je první výstup modulu vyhodnocování teplotního namáhání připojen na vstup modulu ukazovacího přístroje teplotního namáhání a druhý výstup modulu vyhodnocování teplotního namáhání je připojen na vstup modulu regulace teplotního namáhání jehož výstup je připojen na vstup modulu generace trendu teploty.It is further preferred that in a turbine metal thermal stress control function unit, the first output of the thermal stress evaluation module is connected to the input of the thermal stress indicator module and the second output of the thermal stress evaluation module is connected to the input of the thermal stress control module whose output is connected to the input temperature trend generation module.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje dosavadní výše uvedené nevýhody a má přednosti proti dřívějším systémům. Velkou výhodou je systémové rozdělení regulačního obvodů turbiny na funkčně samostatné celky, jenž umožňuje jednoznačně vymezit funkci jednotlivých celků a vazby mezi nimi a umožňuje zahrnout celky pod jednotné logické řízení respektující uvedené vztahy. Nejnižším stavebním celkem regulačního systému podle vynálezu je modul, který je z regulačního hlediska samostatným celkem. Např. regulátor otáček, regulátor výkonu, vyhodnocování teplotního namáhání, regulátor teploty apod. Systémovým rozčleněním regulačních obvodů na jednotlivé moduly a jejich vhodným propojením se z funkčního, projekčního i obchodního hlediska zjednoduší a značně zpřehlední celý regulační systém. Variabilita systému umožňuje časové efektivní projektování nových variant regulačních systémů, což je značný přínos s ohledem na rozmanitost požadavků na funkční vlastnosti turbinových regulátorů pro různé elektrárny. Modulovost uspořádání umožňuje zrychlit a zkvalitnit zkoušení regulačního systému a jeho uvádění do provozu. Pro logické řízení modulů je možno použít pevně prodrátovaný nebo volně programovatelný systém. Pro tento účel jsou moduly vybaveny typisovanými vstupy. V oblasti softwarových prostředků se výhody uvedeného řešení projeví možností modulového řešení programů případně bloků pevné logiky. Vhodným uspořádáním modulů byly záměrně odděleny obvody, které nevyžadují logické ovládání. Jsou to ty moduly, které zajišťují základní úroveň ovládání turbiny a které by bylo neúčelné vybavovat ovládací logikou. Řešení podle vynálezu přináší ekonomické úspory v celém procesu využití systému od návrhu až po jeho údržbu na elektrárně. Má přímý vliv na spolehlivost provozu energetického bloku.The circuitry according to the invention eliminates the above-mentioned disadvantages and has advantages over prior systems. The big advantage is the systematic division of the turbine control circuits into functionally independent units, which allows to clearly define the function of individual units and the linkages between them and allows to include units under a unified logic control respecting these relations. The lowest component of the control system according to the invention is a module that is a separate control unit. E.g. speed controller, power regulator, thermal stress evaluation, temperature regulator, etc. By systematic division of control circuits into individual modules and their suitable interconnection, from the functional, projection and business point of view, the whole control system will be simplified and made much more transparent. The variability of the system allows time-efficient design of new control system variants, which is a considerable benefit with respect to the diversity of performance requirements of turbine controllers for different power plants. The modularity of the arrangement makes it possible to speed up and improve the testing of the control system and its commissioning. A fixed wired or freely programmable system can be used for the logic control of the modules. For this purpose, the modules are equipped with standardized inputs. In the area of software resources, the advantages of this solution will be reflected in the possibility of modular solution of programs or blocks of fixed logic. By suitable arrangement of the modules, circuits that do not require logical control were deliberately separated. These are the modules that provide the basic level of turbine control and which would be ineffective to equip with control logic. The solution according to the invention brings economic savings in the whole process of utilizing the system from design to maintenance at the power plant. It has a direct effect on the reliability of the power unit operation.

Zapojení elektronického regulačního systému parních turbin podle vynálezu je zřejmé z připojených vyobrazení. Na obr. 1 je kompletní blokové schéma. Na obr. 2 je blokové schéma základní regulace turbiny. Na obr. 3 je blokové schéma regulace přepouštěcích stanic. Na obr. 4 je blokové schéma regulace teplotního namáhání.The connection of the electronic steam turbine control system according to the invention is evident from the attached figures. Fig. 1 is a complete block diagram. Fig. 2 is a block diagram of a basic turbine control. Fig. 3 is a block diagram of the control of the bypass stations. Fig. 4 is a block diagram of the thermal stress control.

Regulační obvody parní turbiny jsou rozděleny podle systémových vazeb do šesti základních funkčních celků, viz. obr. 1, kterými jsou funkční celek 2 základní regulace turbiny, funkční celek 3 regulace přepouštěcích stanic, funkční celek 4 regulace teplotního namáhání kovu turbiny, funkční celek 5 otáčkoměru turbiny a funkční celek 6 separátní regulace turbiny. Všechny tyto funkční celky jsou ovládány funkčním celkem 1 logické řízení. Funkční celky 2, 3, 4, 5, 6 jsou propojeny i vzájemně, aby byla možná jejich spolupráce a jsou připojeny na výstupy — vstupy b technologického zařízení, kterými jsou čidla, akční členy, jiná spolupracující regulační zařízení a pod. Ovládání funkčních celků je zprostředkováno přes funkční celek 1 logického řízení pomocí vstupů - výstupů a, kterými jsou ovládací pult blokové dozorny, signály spolupracujících řídících systémů a pod.The steam turbine control circuits are divided according to system linkages into six basic functional units, see. 1, which is a functional unit 2 of the basic turbine control, a functional unit 3 of the transfer stations control, a functional unit 4 of the thermal stress control of the turbine metal, a functional unit 5 of the turbine tachometer and a functional unit 6 of the separate turbine control. All these functional units are controlled by functional unit 1 logic control. Functional units 2, 3, 4, 5, 6 are also interconnected to enable their cooperation and are connected to outputs - inputs b of technological equipment, which are sensors, actuators, other cooperating control devices and so on. The control of the functional units is mediated through the functional unit 1 of the logic control by means of inputs - outputs and which are the control panel of the control room, signals of cooperating control systems and the like.

Funkční celek 2 základní regulace turbiny tzv. CONTURS, reguluje otáčky turbiny, výkon turbiny, tlak páry před turbinou a další veličiny pomocí elektrohydraulických a elektrohydraulicko mechanických akčních členů a regulačních a záchytných ventilů turbiny. Funkční celek 3 regulace přepouštěcích stanic tzv. BYCON, reguluje tlak a teplotu vysokotlakých a nízkotlakých přepouštěcích stanic, Funkční celek 4 regulace teplotního namáhání kovu turbiny tzv. TENSOGARD, vyhodnocuje teplotní namáhání kovu tubiny a vhodnou formou znázorňuje na ovládacím pracovišti. Rovněž zpracovává signál pro regulaci teplotního namáhání a generuje korigující signály pro jiné regulace, např. kotelní regulace a pod. Funkční celek 5 otáčkoměru turbiny tzv. DISIT měří otáčky turbiny, vyhodnocuje strmost nárůstu otáček a signalisuje dosažení předvolených hladin otáček. Funkční celek 6 separátní regulace turbiny tzv. SECON reguluje samostatné technologické celky důležité pro provoz turbiny jako je regulace ucpávkové páry, regulace teploty oleje, vyhřívání přírub a pod. Funkční celek 1 logické řízení řídí funkci obvodů ve funkčních celcích 2, 3, 4, 5, 6 a spolupracuje logikou uvnitř modulů. Zajišťuje styk s ovládacím pracovištěm v blokové dozorně, se spolupracujícími regulačními a vyhodnocovacími obvody a s vyššími řídícími systémy.Functional unit 2 of the basic turbine control, called CONTURS, regulates turbine speed, turbine output, steam pressure before the turbine and other quantities by means of electrohydraulic and electrohydraulic mechanical actuators and turbine control and catch valves. Functional unit 3 regulating bypass stations called BYCON, regulates the pressure and temperature of high and low pressure relief stations. It also processes the signal to control the thermal stress and generates correcting signals for other controls, eg boiler control, etc. Functional unit 5 of the turbine tachometer called DISIT measures the turbine speed, evaluates the steepness of the speed increase and signals reaching the preset speed levels. Functional unit 6 Separate regulation of the turbine called SECON regulates separate technological units important for the operation of the turbine, such as the control of stuffing steam, oil temperature control, flange heating and so on. Functional logic control unit 1 controls the function of the circuits in function units 2, 3, 4, 5, 6 and cooperates with logic inside the modules. It provides contact with the control room in the control room, with cooperating control and evaluation circuits and with higher control systems.

Funkční celky podle vynálezu, jsou složeny z menších regulačních celků — modulů a z dalších pomocných obvodů, které jsou nutné pro správnou činnost modulů. Jsou to obvody upravující signál z čidel na normalisovanou úroveň, obvody pro signalisaci, diagnostiku, simulaci a pod.The functional units according to the invention are composed of smaller control units - modules and other auxiliary circuits which are necessary for the correct operation of the modules. These are circuits adjusting the signal from the sensors to the normalized level, circuits for signaling, diagnostics, simulation, etc.

Funkční celek 2 základní regulace turbiny sestává podle obr. 2 z modulu 7 regulace tlaku páry, modulu 8 regulace výkonu, modulu 9 regulace otáček, modulu 10 regulace teploty topné vody, modulu 11 ručního ovládání ventilů, modulu 12 výkonových výstupů na regulační ventily, modulu 13 výkonových výstupů na záchytné ventily, modulu 14 turbinového polohového ovladače. Moduly 7,The basic turbine control unit 2 consists of the steam pressure control module 7, the power control module 8, the speed control module 9, the heating water temperature control module 10, the manual valve control module 11, the power output module 12 for the control valves, 13 power outputs to the check valves, module 14 of the turbine positioner. Modules 7,

8, 9, 10 funkčního celku 2 základní regulace turbiny zpracovávají signály z čidel tlaku páry, výkomturbiny, otáček turbiny příp. z dalších čidel.8, 9, 10 of the functional unit 2 of the basic turbine control process the signals from the sensors of the steam pressure, of the turbine, of the turbine speed or of the turbine. from other sensors.

Z takto zpracovaných signálů je v modulu 11 ručního ovládaní ventilů podle určitých kritérií vybrán jeden signál, který je po výkonovém zesílení a přizpůsobení přiveden na elektrohydraulické akční členy ovládající ventily turbiny. Funkční celek 2 základní regulace turbiny může být doplněn regulacemi takových veličin, které jsou ovlivňovány polohou ventilů turbiny.Of the signals processed in this way, one signal is selected in the manual valve control module 11 according to certain criteria, which after power amplification and adaptation is applied to the electrohydraulic actuators controlling the turbine valves. Functional unit 2 of the basic turbine control may be supplemented by controls of such quantities that are influenced by the position of the turbine valves.

Funkční celek 3 regulace přepouštěcích stanic sestává podle obr. 3 z modulu 15 regulace tlaku vysokotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 16 regulace teploty vysokotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 17 regulace teploty topné vody, z modulu 18 regulace teploty nízkotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 19 regulace tlaku nízkotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 20 výkonových výstupců vysokotlakých přepouštěcích stanic, z modulu 21 výkonových výstupů nízkotlakých přepouštěcích stanic. Funkční celek 3 regulace přepouštěcích stanic umožňuje regulovat tlak a teplotu vysokotlakých a nízkotlakýchThe overflow station control unit 3 comprises, according to FIG. 3, a pressure control module 15 for high pressure overflow stations, a temperature control module 16 for high pressure overflow stations, a control module 17 for heating water temperature, a temperature control module 18 for low pressure overflow stations, pressure of the low pressure relief stations, from the power output module 20 of the high pressure relief stations, from the power output module 21 of the low pressure relief stations. The function unit 3 of the control stations allows to control the pressure and temperature of the high and low pressure stations

Claims

SUBJECT

1. Connection of an electronic steam turbine control system, characterized in that the functional unit (1) of the logic control is connected both to the functional unit (2) of the basic turbine control and to the functional unit (3) of the transfer stations control. ) regulating the thermal stress of the turbine metal and, on the other hand, it is connected to the functional unit (5) of the turbine tachometer and at the same time to the functional unit (6) of separate turbine controls; ; The overflow stations and the control unit (4) of the thermal stress of the turbine metal and the function unit (5) of the turbine tachometer and the function unit (6) of the separate turbine controllers are interconnected and connected to the outputs — inputs.

2. The connection of the electronic steam turbine control system according to claim 1, that in the basic control turbine function unit (2), the output of the steam pressure control module (7) is connected to the first input of the manual valve control module (7); the manual valve control module (11) input is bypass stations. The modules 15, 16, 17 process the signal from the pressure and temperature sensors of the high pressure relief stations and, after power amplification and correction in the high-pressure relief station power output module 20, control the valves of the high pressure relief stations via electrohydraulic actuators. The modules 18, 19 process the signal from the sensors of the low pressure relief stations and, after power amplification and correction in the low power relief module power output module 21, control the valves of the low pressure relief stations via electrohydraulic actuators. The function unit 3 of the control stations of the bypass stations can be further supplemented by controls of such quantities that are influenced by the position of the valves of the bypass stations.

The thermal stress control unit 4 comprises, according to FIG. 4, a thermal stress evaluation module 22, a thermal stress indicator module 23, a thermal stress control module 24, a temperature trend generation module 25. In the thermal stress evaluation module 22, a signal from the turbine body temperature sensor is processed and applied to the thermal stress indicator module 23, which informs the operator of the current thermal stress condition and reserves, and the thermal stress control module 24, which processes the signal for control purposes. temperature stress. This signal then influences the opening of the turbine valves by means of the basic turbine control function 2. The temperature trend generation module 25 generates correcting signals for other controls, e.g., boiler control, and the like.

The above described wiring of the electronic steam turbine control system can be used for any steam turbine control.

OF THE INVENTION the output of the power control module (8) is connected, the output of the speed control module (9) is connected to the third input of the manual control module (11) and the output of the heating water temperature control module (10) is connected to the fourth input of the manual control module (11) one output of which is further connected to the input of the turbine positioner module (14) and the other output of the manual valve control module (11) is connected to the power output module input (12) to the control valves and simultaneously to the power output module input (13) for safety valves.

3. A steam turbine electronic control system according to claim 1, characterized in that, in the overflow station control unit (3), the output of the high pressure overflow station pressure control module (15) is connected to the first input of the high pressure overflow station power output module (20). to which the second input is connected the output of the high pressure relief station temperature control module (16) and the output of the heating water temperature control module (17) is connected to the third input of the high pressure relief station power output module (20), the low pressure relief stations is connected to the first input of the low pressure relief stations power output module (21), to the second input of which the output of the low pressure relief stations temperature control module (18) is connected.

4. The connection of the electronic control system of steam turbines according to claim 1, characterized in that even in the case of the thermal stress control unit (4), the first output of the module (22) and the thermal stress evaluation are connected to the module input (23). the temperature stress indicator and the second output of the temperature stress evaluation module (22) is connected to the input! a temperature strain control module (24) whose output is connected to the input of the temperature trend generation module (25).