CS263629B1

CS263629B1 - Apparatus for steam turbine electronic regulation

Info

Publication number: CS263629B1
Application number: CS865448A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Ing Pokorny; Zdenek Ing Bures; Josef Ing Dobias; Frantisek Ing Krovina
Original assignee: Pokorny Frantisek; Bures Zdenek; Josef Ing Dobias; Frantisek Ing Krovina
Priority date: 1986-07-17
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 1989-04-14
Also published as: FR2605046B1; CH674053A5; CN1023142C; GB8716839D0; CS544886A1; GB2194358B; DE3723176A1; DE3723176C2; FR2605046A1; CN87105470A; GB2194358A

Description

Vynález se týká zařízení pro elektronickou regulaci parní turbiny pro pohon napájecího čerpadla.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic steam turbine control device for driving a feed pump.

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.The amount of water supplied by the feed pump to the steam generator feed system is controlled by varying the speed of the steam turbine driving the feed pump. The regulation of the steam turbine is controlled by its control valves. The feed pump drive turbine has two types of valves: basic, low pressure and standby valves, high pressure valves. Each of these valves handles steam of a different quality. The high pressure valves process fresh steam entering the high pressure portion of the main steam turbine, and the low pressure valves process steam that has already lost some of its energy by passing through the high pressure portion of the main steam turbine. This implies that the high pressure valves are used when the main turbine is stationary or is producing only a small electric drive. After starting the main turbine, low-pressure valves come into operation depending on the rising steam parameters that have already passed through the high-pressure part of the main steam turbine.

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.Until now, the degree of opening of the steam turbine valves to drive the feed pump is determined by the pressure of the control oil, which is output as a signal from the hydraulic speed regulator so that as the oil pressure rises, the low pressure valves open first. Supply Pump. This linkage is invariant during operation, which causes a number of difficulties, especially when switching from one type of valve to another, and vice versa, does not allow earlier opening of the high pressure valves unless the low pressure valves are fully open. The requirement for precise control of the turbine speed over a wide range is difficult to solve for the hydraulic controller and the requirement of automatic overheating of both the turbine itself and the pumps after long outages is practically uncertain.

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.These drawbacks are substantially mitigated by the tube control device of the present invention, utilizing the dependence of the opening of the turbine valves to drive the feed pump to its number of revolutions. The device uses controller sets, valve opening set circuits, electrohydraulic transducer sets, summation and manual and automatic control circuit sets. The principle of the invention is that the steam turbine valves are actuated separately and directly depending on the type of operation of the main steam pipe. Another principle of the invention is that a second electrohydraulic transducer is connected to the low pressure valve control elements and a first electrohydraulic transducer control circuit is connected to the high pressure valve control elements, one input of which is connected to the high pressure valve opening specified value, the low-pressure valve opening setpoint, yet another of its inputs are connected to the speed sensor and the last two of its inputs are connected to the first and second outputs of the signal split circuit. The signal distribution circuit input is connected to the output of the speed controller, the first input of which is connected to the output of the speed setpoint circuit, while its second input is still connected to the speed sensor. The manual speed control circuit and the automatic speed control circuit are connected to the speed reference circuit inputs and are connected to a power regulator and a heating controller whose output is connected to a turbine metal temperature sensor. The first input of the first control circuit switch is connected to the high pressure valve open circuit output whose inputs are connected both to the high pressure valve manual position circuit and the high pressure valve automatic position circuit while the second input of the second control circuit switch is connected to the output the low-pressure valve open setpoint circuit, whose inputs are connected both to the low-pressure valve manual positioning circuit and the low-pressure automatic valve positioning circuit. The second automatic speed control input is connected to the power controller output.

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.The invention is also characterized in that the control circuit, consisting of switches, minimum selections, electrohydraulic transducers and an overrun controller, has the inputs of the electrohydraulic transducers connected to the minimum selection outputs, one input of which is always connected to the switch output and the other input of which overrun controller output. In doing so, the overrun regulator input is connected to the summation input and the first input of the first high pressure switch is connected to the valve open circuit output, while the first input of the second switch is connected to the low pressure valve open circuit output. The second input of the first switch is then coupled to the first output of the signal distribution circuit and the second input of the second switch is coupled to the second output of the signal distribution circuit.

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.The advantage of the device is a separate direct control of the position of the control valves. The action medium of these valves is again oil, in which case each valve has its own circuit. This makes it possible that virtually any combination of their mutual opening and thus adaptation to the operating conditions of the turbine can occur. The electronic speed controller is designed as an adaptive controller that varies its parameters depending on whether it cooperates with control valves. In this way, this method ensures high constant accuracy of the speed control over its entire range, as well as enables to solve the problem of automatic heating during start-ups of different lengths of outages.

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.The device according to the invention enables the following types of operation of the supply pump drive tube, in particular the turbine operation in speed control mode by controlling the valves by an output signal from the signal distribution circuit, the valve linkage is adjustable in the manifold according to the operating mode; operation of the turbine in speed control mode by controlling the high pressure valves with an output signal from the signal distribution circuit and the low pressure valves from the low pressure valve opening setpoint; still further, operation of the turbine in speed control mode by controlling the low pressure valves by the output signal from the signal distribution circuit and the high pressure valves from the high pressure valve opening setpoint; in addition, they enable the positioning of the high pressure valves from the low pressure valve opening set point and the low pressure valves from the low pressure valve open set point; speed control with manual input of speed setpoint, speed control with automatic input of speed setpoint from output power regulator, speed control with automatic input of hďnpby speed control from output controller from overheat controller when running after various outages and security in the event of a failure resulting in an increase in the speed or the trend of the overrun regulator.

Jeden příklad praktického provedení zařízení к regulaci turbiny podle vynálezu je uveden ve formě blokového schéma na připojeném výkresu.One example of a practical embodiment of the turbine control device according to the invention is shown in the form of a block diagram in the accompanying drawing.

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. *According to this embodiment, the basic element of the turbine control device is the speed controller 7. Output 113 of the summation member 11 is connected to input 101 of this speed controller X. Output signal from the electronic speed sensor is applied to the second input 112 of this summation member 11; the first input 111 of the summation member 11 is connected to the output 123 of the speed setpoint circuit 12. The first input 121 of the speed reference circuit 12 is connected to the output 143 of the speed reference automatic control circuit 14, to the input 142 of which the output signal from the upstream power regulator is connected. The output 502 of the heater controller 5 is connected to the input 141 of the automatic setpoint speed control circuit 14, at whose input 501 the turbine critical temperature sensor is connected. The output 131 of the manual speed control circuit 13 is connected to the second input 122 of the speed reference circuit 12. The output 102 of the speed controller 11 is connected to the input 151 of the signal distribution circuit 15 of the speed controller 11. The first output 152 of the signal splitting circuit 15 is connected to the second input 232 of the first switch 23, to the second input 231 of which the output 203 of the high pressure valve opening value 2 is connected. At the first input 201 of the setpoint 2 circuit. When the high pressure valves are opened, the output 211 of the high pressure valves manual positioning circuit 21 is connected. The output 221 of the high pressure valve automatic positioning circuit 22 is connected to the second input 202 of the high pressure valve opening value 2. The output 233 of the first switch 23 is connected to the first input 411 of the first minimum selection 41, to the second input 412 of which the output 402 of the override controller 4 is connected. The output 41 of the first minimum selection 41 is connected to the input 601 of the electrohydraulic converter 11 for the HP valves. The second output 153 of the signal splitting circuit 15 is connected to the first input 331 of the second switch 33, to whose second input 332 the output 303 of the low pressure valve position control circuit 2 is connected. At the first input 301 of the low pressure valve opening set value 3, the output 311 of the low pressure valve position manual circuit 31 is connected, and at the second input 302 the output 321 of the automatic valve position input circuit NT is connected. The output 333 of the second switch 33 is connected to the first input 421 of the second minimum selection 42, to whose second input 422 the override controller output 402 is connected. To the override controller input 401 is output from an electronic speed sensor. Output 423 of second minimum selection 42 is connected to input 701 of electrohydraulic converter 2 for low pressure valves. *

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.The principle of operation of the turbine control device according to the invention is to divide the valve position control into two separate parts. The position of the high pressure valves is determined by the output signal from the first electrohydraulic transducer 6 and the position of the low pressure valves is determined by the output signal 2 of the second electrohydraulic transducer 7. Each of these transducers is, in principle, operated in three ways: valve, or output signal from speed controller Г, or finally output signal from overrun controller 4, depending on the operating conditions and needs of the operator. The valve openings 2, 3 can be controlled either manually or automatically, automatic position control of the respective control valves is applied when switching from position control to the speed controller to ensure that the transition is not impacted. The entered speed can also be changed manually or automatically. The turbine control device makes it possible to operate both valves in series with signals from the speed controller 1, or to switch any of the valves to manual control and leave the other in the control of the speed controller 1. If the set speed value is in the automatic state ”, it is changed either by the output signal from the supply controller 2 or by the output signal from the heating controller 5. The heating controller 2 ensures that the allowable thermal load during start-up is not exceeded.

Claims

An electronic steam turbine control device for driving a feed pump comprising a set of controllers, a set of valve openings, a set of electrohydraulic transducers, a summation and a set of manual and automatic control circuits, characterized in that a second control valve is connected to the valve controls the electrohydraulic transducer (7) and the high pressure valve actuators are connected to the first electrohydraulic transducer (6) of the control circuit (01), one input of which is connected to the high pressure valve opening (2) circuit, another of which is connected to the circuit ( 3) low pressure valve opening setpoints, yet another of its inputs are connected to a speed sensor and the last two of its inputs are connected to the first and second outputs (152, 153) of the signal splitting circuit (15) whose input (151) is connected to the output (102) of the controller (1) and the input (101) of this speed controller (1) is coupled to the output (113) of the summation member (11) whose first input (111) is connected to the output (123) of the speed setpoint circuit (12) while its second input (112) is still coupled to a speed sensor, wherein a manual speed control circuit (13) and an automatic speed control circuit (14) are connected to the inputs (121, 122) of the speed reference circuit (12), is connected to a power regulator (8) and a heating regulator (5) whose output (502) is connected to a turbine metal temperature sensor, and also that the first input (231) of the first switch (23) of the control circuit (01) is connected to output (203) a high pressure valve opening value circuit (2) whose inputs (301, 302) are connected both to the manual positioning circuit (21) of the high pressure valves and to the automatic positioning circuit of the high pressure valves, while the other tup (332) of the second switch (3) of the low pressure valve opening control circuit (3), whose inputs (301, 302) are connected both to the low pressure valve manual positioning circuit (31) and to the automatic positioning circuit (32) the second input (142) of the automatic setpoint speed control circuit (14) is coupled to the output (801) of the power regulator (8).

Device according to claim 2, characterized in that the inputs (601, 701) of the electro-hydraulic converters (6, 7) are connected to the outputs (413, 423) of the minimum selections (41, 42), 421) of these minimum selections (41, 42) is connected to one output (233, 333) of the switches (23, 33), and that their second input (412, 422) is connected to the output (402) of the overrun controller (4) is connected to the inlet (111/112) of the summation member (11) and that the first input (231) of the first switch (23) is connected to the outlet (203) of the high pressure valve opening value (2) while the first input (331) of the second the switch (33) is connected to the output (303) of the low pressure valve opening setpoint (3), while the second input (232) of the first switch (23) is coupled to the first output (152) of the signal distribution circuit (15) and 332) of the second switch (33) is connected to the second output (153) of this circuit (15) ) signal distribution.