CS263629B1 - Apparatus for steam turbine electronic regulation - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro elektronickou regulaci parní turbiny pro pohon napájecího čerpadla.

Množství vody, dodávané napájecím čerpadlem do napájecího systému generátoru páry je regulováno změnou otáček parní turbiny, pohánějící toto napájecí čerpadlo. Vlastní regulaci otáček parní turbiny pro pohon napájecího čerpadla realizují její regulační ventily. Turbina pro pohon napájecího čerpadla má dva druhy těchto ventilů: základní, nízkotlakové a záskokové, vysokotlakové ventily. Každý z těchto ventilů zpracovává páru jiné kvality. Vysokotlaké ventily zpracovávají čerstvou páru vstupující do vysokotlakové části hlavní parní turbiny a nízkotlaké ventily zpracovávají páru, která již ztratila část své energie průchodem vysokotlakovou částí hlavní parní turbiny. Z toho vyplývá, že vysokotlaké ventily se používají v době, kdy hlavní turbina stojí, nebo vytváří jen malý elektrický pohon. Po najetí hlavní turbiny přichází do funkce nízkotlaké ventily v závislosti na stoupajících parametrech páry, která již prošla částí vysokotlakového dílu hlavní parní turbiny.

Až dosud je míra otevření ventilů parní turbiny pro pohon napájecího čerpadla dána tlakem ovládacího oleje, který vystupuje jako signál z hydraulického regulátoru otáček tak, že s rostoucím tlakem tohoto oleje se nejprve otevírají nízkotlaké ventily, a po jejich plném otevření i vysokotlaké ventily turbiny pro pohon napájecího Čerpadla. Tato vazba je v průběhu provozu neměnná, což způsobuje řadu obtíží, zejména při přechodu z jednoho druhu ventilů na druhý a naopak neumožňuje dřívější otevření vysokotlakých ventilů pokud nejsou nízkotlaké ventily plně otevřeny. Požadavek přesné regulace otáček turbiny v širokém rozsahu je pro hydraulický regulátor těžko řešitelný a požadavek automatického prohřívání jak vlastní turbiny tak čerpadla po delších odstávkách prakticky nezajistitelný.

Uvedené nedostatky podstatně zmírňuje zařízení regulace trubiny podle vynálezu, přičemž se využívá závislosti otevření ventilů turbiny pro pohon napájecího čerpadla na počtu jejích otáček. Zařízení používá sady regulátorů, sady obvodů zadaných hodnot otevření ventilů, sady elektrohydraulických převodníků, součtového členu a sady obvodů ručního a automatického ovládání. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se na ventily parní turbiny pro pohon napájecího čerpadla působí samostatně a přímo v závislosti na druhu provozu hlavní parní trubiny. Další podstata vynálezu spočívá vtom, že к ovládacím prvkům nízkotlakých ventilů je připojen druhý elektrohydraulický převodník а к ovládacím prvkům vysokotlakých ventilů je připojen první elektrohydraulický převodník ovládacího obvodu, jehož jeden vstup je připojen к obvodu zadané hodnoty otevření vysokotlakých ventilů, další jeho vstup je připojen к obvodu zadané hodnoty otevření nízkotlakých ventilů, ještě další jeho vstup je připojen к čidlu otáček a poslední dva jeho vstupy jsou připojeny к prvnímu a ke druhému výstupu obvodu rozdělení signálu. Vstup obvodu rozdělení signálu je přitom připojen к výstupu regulátoru otáček, jehož první vstup je připojen к výstupu obvodu zadané hodnoty otáček, zatímco jeho druhý vstup je ještě spojen s čidlem otáček. Ke vstupům obvodu zadané hodnoty otáček je připojen obvod ručního ovládání zadané hodnoty otáček a obvod automatického ovládání zadané hodnoty otáček, který je spojen s regulátorem napájení a s regulátorem prohřevu, jehož výstup je spojen s čidlem teploty kovu turbiny. První vstup prvního přepínače ovládacího obvodu je připojen к výstupu obvodu zadané hodnoty otevření vysokotlakých ventilů, jehož vstupy jsou připojeny jednak к obvodu ručního zadávání polohy vysokotlakých ventilů a jednak к obvodu automatického zadávání polohy vysokotlakých ventilů, zatímco druhý vstup druhého přepínače ovládacího obvodu je připojen к výstupu obvodu zadané hodnoty otevření nízkotlakých ventilů, jehož vstupy jsou připojeny jednak к obvodu ručního zadávání polohy nízkotlakých ventilů a jednak к obvodu automatického zadávání polohy nízkotlakých ventilů. Druhý vstup obvodu automatického ovládání zadané hodnoty otáček je spojen s výstupem regulátoru napájení.

Podstata vynález spočívá i v tom, že ovládací obvod, sestávající z přepínačů, výběrů minima, elektrohydraulických převodníků a přeběhového regulátoru, má vstupy elektrohydraulických převodníků připojeny к výstupům výběru minima, jejichž jeden vstup je vždy spojen s výstupem přepínače a jejichž druhý vstup je připojen к výstupu přeběhového regulátoru. Přitom vstup přeběhového regulátoru je spojen se vstupem součtového členu a první vstup prvého vysokotlakého přepínače je připojen к výstupu obvodu zadané hodnoty otevření ventilů, kdežto první vstup druhého přepínače je připojen к výstupu obvodu zadané hodnoty otevření nízkotlakých ventilů. Druhý vstup prvního přepínače je pak spojen s prvním výstupem obvodu rozdělení signálu a druhý vstup druhého přepínače je spojen s druhým výstupem tohoto obvodu rozdělení signálu.

Výhodou zařízení je samostatné přímé ovládání polohy regulačních ventilů. Akčním médiem těchto ventilů je opět olej, v tomto případě^má každý z ventilů svůj okruh. Tím je umožněno, že mohou nastat prakticky libovolné kombinace jejich vzájemného otevření a tím i přizpůsobení provozním stavům turbiny. Elektronický regulátor otáček je proveden jako adaptivní regulátor měniči své parametry podle toho, zda spolupracuje s regulačními ventily. Tím tento způsob zajišťuje vysokou konstantní přesnost regulace otáček v celém jejím rozsahu, jakož i umožňuje řešit problematiku automatického prohřevu při startech po různě dlouhých odstávkách.

Zařízení podle vynálezu umožňuje následující druhy provozu trubíny pro pohon napájecího čerpadla, především provoz turbiny pro v režimu regulace otáček řízením ventilů výstupním signálem z obvodu rozdělení signálu, vzájemná vazba ventilů je nastavitelná v rozdělovači podle druhu provozu; dále provoz turbiny v režimu regulace otáček řízením vysokotlakých ventilů výstupním signálem z obvodu rozdělení signálu a nízkotlakých ventilů z obvodu zadané hodnoty otevření nízkotlakých ventilů; ještě dále provoz turbiny v režimu regulace otáček řízením nízkotlakých ventilů výstupním signálem z obvodu rozdělení signálu a vysokotlakých ventilů z obvodu zadané hodnoty otevření vysokotlakých ventilů; navíc umožňují ovládání polohy vysokotlakých ventilů z obvodu zadané hodnoty otevření vysokotlakých ventilů a nízkotlakých ventilů z obvodu zadané hodnoty otevření nízkotlakých ventilů; dále umožňují provoz regulace otáček s ručním zadáním zadané hodnoty otáček, provoz regulace otáček s automatickým zadáním zadané hodnoty otáček výstupním signálem z nadřazeného regulátoru napájení, provoz regulace otáček s automatickým zadáním zadané hďďnpby otáček výstupním signálem z regulátoru prohřevu při zajíždění po různě dlouhé odstávce a zabezpečení soustrojí v případě poruchy, mající za následek zvýšení otáček nebo trendu otáček regulátoru přeběhu.

Jeden příklad praktického provedení zařízení к regulaci turbiny podle vynálezu je uveden ve formě blokového schéma na připojeném výkresu.

Podle tohoto příkladu provedení je základním prvkem zařízení к regulaci turbiny regulátoru 1_ otáček. Na vstup 101 tohoto regulátoru X otáček je připojen výstup 113 součtového členu 11. Na druhý vstup 112 tohoto součtového členu 11 je přiveden výstupní signál z elektronického čidla otáček; na první vstup 111 součtového členu 11 je připojen výstup 123 obvodu 12 zadané hodnoty otáček. Na první vstup 121 obvodu 12 zadané hodnoty otáček je připojen výstup 143 obvodu 14 automatického ovládání zadané hodnoty otáček, na jehož vstup 142 je připojen výstupní signál z nadřazeného regulátoru napájení. Na vstup 141 obvodu 14 automatického ovládání zadané hodnoty otáček je připojen výstup 502 regulátoru 5^ prohřevu, na jehož vstupu 501 je připojeno čidlo teploty kritického místa turbiny. Na druhý vstup 122 obvodu 12 zadané hodnoty otáček je připojen výstup 131 obvodu 13 ručního ovládání zadané hodnoty otáček. Výstup 102 regulátoru il otáček je připojen na vstup 151 obvodu 15 rozdělení signálu z regulátoru _1 otáček. První výstup 152 obvodu 15 rozdělení signálu je připojen na druhý vstup 232 prvního přepínače 23, na jehož druhý vstup 231 je připojen výstup 203 obvodu 2 zadané hodnoty otevření vysokotlakých ventilů. Na první vstup 201 obvodu 2 zadané hodnoty . otevření vysokotlakých ventilů je připojen výstup 211 obvodu 21 ručního zadávání polohy vysokotlakých ventilů. Na druhý vstup 202 obvodu 2 zadané hodnoty .otevření vysokotlakých' ventilů je připojen výstup 221 obvodu 22 automatického zadávání polohy vysokotlakých ventilů. Výstup 233 z prvního přepínače 23 je připojen na první vstup 411 prvního výběru 41 minima, na jehož druhý vstup 412 je připojen výstup 402 z přeběhového regulátoru 4_. Výstup ^<3 prvního výběru 41 minima je připojen na vstup 601 elektrohydraulického převodníku jl· pro VT ventily. Druhý výstup 153 obvodu 15 rozdělení signálu je připojen na první vstup 331 druhého přepínače ,33, na jehož druhý vstup 332 je připojen výstup 303 z obvodu 2 ovládání polohy nízkotlakých ventilů. Na první vstup 301 obvodu 3_ zadané hodnoty otevření nízkotlakých ventilů je připojen výstup 311 obvodu 31 ručního zadávání polohy nízkotlakých ventilů a na druhý vstup 302 je připojen výstup 321 obvodu 32 automatického zadávání polohy NT ventilů. Výstup 333 druhého přepínače 33 je připojen na první vstup 421 druhého výběru minima 42, na jehož druhý vstup 422 je připojen výstup 402 přeběhového regulátoru 4.. Na vstup 401 přeběhového regulátoru £ je připojen výstup z elektronického čidla otáček. Výstup 423 druhého výběru minima 42 je připojen na vstup 701 elektrohydraulického převodníku 2 pro nízkotlaké ventily. *

Podstatou činnosti zařízení к regulaci turbiny podle vynálezu je rozdělení ovládání polohy ventilů do dvou samostatných částí. Poloha vysokotlakých ventilů je určena výstupním signálem z prvního elektrohydraulického převodníku 6 a poloha nízkotlakých ventilů je určena výstupním signálem 2 druhého elektrohydraulického převodníku 7. Každý z těchto převodníků jí, 7 je ovládán v zásadě třemi způsoby: výstupním signálem z obvodů 2, 2 zadané hodnoty otevření ventilů, nebo výstupním signálem z regulátoru Г otáček, anebo konečně výstupním signálem z přeběhového regulátoru 4, a to v závislosti na provozních stavech a potřebách operátora. Obvody 2, 3 zadané hodnoty otevření ventilů je možno řidit bučí ručně nebo automaticky, automatické řízení polohy příslušných regulačních ventilů se uplatňuje při přepínání z ovládání polohy na regulátor otáček pro zajištění beznárazovosti tohoto přechodu. Zadanou hodnotu otáček je možno měnit rovněž ručně nebo automaticky. Zařízení к regulaci turbiny umožňuje provozovat oba ventily v sérii signály z regulátoru 1. otáček, nebo kterýkoli z ventilů přepojit do ručního ovládání a druhý ponechat v konpetenči regulátoru 1 otáček. Pokud je zadaná hodnota otáček ve stavu automaticky” je měněna bud výstupním signálem z regulátoru 2 napájení, nebo výstupním signálem z regulátoru 5 prohřevu. Regulátor 2 prohřevu zajišťuje nepřekročení dovoleného teplotního namáhání při najíždění.

Claims (2)

1. Zařízení pro elektronickou regulaci parní turbiny, pro pohon napájecího čerpadla, obsahujícího sadu regulátorů, sadu obvodů zadaných hodnot otevření ventilů, sadu elektrohydraulických převodníků, součtový člen a sadu obvodů ručního a automatického ovládání vyznačující se tím, že к ovládacím prvkům ventilů je připojen druhý elektrohydraulický ’ převodník (7) а к ovládacím prvkům vysokotlakých ventilů je připojen první elektrohydraulický převodník (6) ovládacího obvodu (01), jehož jeden vstup je připojen к obvodu (2) zadané hodnoty otevření vysokotlakých ventilů, další jeho vstup je připojen к obvodu (3) zadané hodnoty otevření nízkotlakých ventilů, ještě další jeho vstup je připojen к čidlu otáček a poslední dva jeho vstupy jsou připojeny к prvnímu a ke druhému výstupu (152, 153) obvodu (15) rozdělení signálu, jehož vstup (151) je přitom připojen к výstupu (102) regulátoru (1) otáček a vstup (101) tohoto regulátoru (1) otáček je spojen s výstupem (113) součtového členu (11), jehož první vstup (111) je připojen к výstupu (123) obvodu (12) zadané hodnoty otáček, zatímco jeho druhý vstup (112) je ještě spojen s čidlem otáček, a že přitom je ke vstupům (121, 122) obvodu (12) zadané hodnoty otáček připojen obvod (13) ručního ovládání zadané hodnoty otáček a obvod (14) automatického ovládání zadané hodnoty otáček, který je spojen s regulátorem (8) napájení a s regulátorem (5) prohřevu, jehož výstup (502) je spojen s čidlem teploty kovu turbiny, a také že první vstup (231) prvního přepínače (23) ovládacího obvodu (01) je připojen к výstupu (203) obvodu (2) zadané hodnoty otevření VT ventilů, jehož vstupy (301, 302) jsou připojeny jednak к obvodu (21) ručního zadávání polohy vysokotlakých ventilů a jednak к obvodu automatického zadávání polohy vysokotlakých ventilů, zatímco druhý vstup (332) druhého přepínače (33) ovládacího obvodu (3) zadané hodnoty otevření nízkotlakých ventilů, jehož vstupy (301, 302) jsou připojeny jednak к obvodu (31) ručního zadávání polohy nízkotlakých ventilů a jednak к obvodu (32) automatického zadávání polohy nízkotlakých ventilů, a že je přitom druhý vstup (142) obvodu (14) automatického ovládání zadané hodnoty otáček spojen s výstupem (801) regulátoru (8) napájení.

2. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že mají vstupy (601, 701) elektrohydraulické převodníky (6, 7) připojeny к výstupům (413, 423) výběrů (41, 42) minima, že vždy jeden z prvních vstupů (411, 421) těchto výběrů (41, 42) minima je spojen s jedním výstupem (233, 333) přepínačů (23, 33), a že jejich druhý vstup (412, 422) je připojen к výstupu (402) přeběhového regulátoru (4) je spojen se vstupem (111/ 112) součtového členu (11) , a že první vstup (231) prvního přepínače (23) je připojen к výstupu (203) obvodu (2) zadané hodnoty otevření vysokotlakých ventilů, kdežto první vstup (331) druhého přepínače (33) je připojen к výstupu (303) obvodu (3) zadané hodnoty otevření nízkotlakých ventilů, zatímco druhý vstup (232) prvního přepínače (23) je spojen s prvním výstupem (152) obvodu (15) rozdělení signálu a druhý vstup (332) druhého přepínače (33) je spojen s druhým výstupem (153) tohoto obvodu (15) rozdělení signálu.