RU2078949C1

RU2078949C1 - Steam turbine control device

Info

Publication number: RU2078949C1
Application number: RU93032896/06A
Authority: RU
Inventors: В.В. Благовещенский; В.И. Кирюхин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Калужский турбинный завод"
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1997-05-10

Abstract

FIELD: turbine manufacture and control. SUBSTANCE: steam is first supplied through steam-distributing nozzles, then through throttles, and after that again through nozzles. Device has pressure transformer 2, servomotors 5 and 6 hydraulically interconnected by high- and low-pressure oil lines 80 and 85 and pulse lines 83 and 84, as well as feedback control valves 7,8 of servomotors 5 and 6. Steam distribution nozzles 9 and throttles 10 are linked in pairs by lever transmissions 71, 72 with servomotors 5,6. Control valves 93-97 of nozzles 7 are connected through channels 99-103 to nozzle assembly 106 placed in turbine casing 91; control valves 98 of steam-distribution throttles 10 are connected via channels 104, 105 to nozzle assembly 106 located in turbine casing 92. Feedback control valve 8 of servomotor 6 has additional port 62 communicating with pulse line 83 and with line 85; control ports 19,20 in pressure transformer 2 communicating with pulse lines 83, 84 are spaced from control edges of bottom and middle pistons of control valve 11 at different distances. Feedback control valve 7 of servomotor 5 may have additional port 59 hydraulically connected between first additional port 62 and line 85. Pulse line may be connected to end box 67 of feedback control valve 8 of servomotor 6. EFFECT: improved reliability of turbine control. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано для регулирования паровых турбин. The invention relates to turbine construction and can be used to regulate steam turbines.

Известно, например, устройство дроссельного регулирования паровых турбин [1] Согласно этому способу управляют подачей пара в турбину путем его дросселирования на клапанах парораспределения турбины. Клапаны таких парораспределений подключают к общему паровпускному каналу корпуса паровпуска турбины и перемещают их синхронно. Благодаря этому корпус паровпуска максимально упрощен, что является преимуществом способа дроссельного регулирования паровых турбин. Однако, чем меньше пара подают в турбину, тем больше он дросселируется на регулирующих клапанах парораспределения и тем ниже экономичность турбины. Пониженная экономичность турбины на частичных режимах работы основной недостаток способа дроссельного регулирования паровых турбин. It is known, for example, a throttle control device for steam turbines [1] According to this method, the steam supply to the turbine is controlled by throttling it on the steam distribution valves of the turbine. Valves of such steam distributions are connected to a common steam inlet channel of the turbine steam inlet casing and move them synchronously. Due to this, the steam inlet housing is maximally simplified, which is an advantage of the throttle control method of steam turbines. However, the less steam is supplied to the turbine, the more it is throttled on the steam control valves and the lower the turbine's efficiency. The reduced efficiency of the turbine in partial operating modes is the main disadvantage of the throttle control method of steam turbines.

Известны устройства соплового регулирования паровых турбин [1-3] Согласно способу соплового регулирования паровых турбин управление подачей в нее пара осуществляют путем изменения количества включаемых в работу регулирующих клапанов и каналов паровпуска турбины. С этой целью корпус паровпуска турбины выполняют с относительно большим, по числу регулирующих клапанов парораспределения турбины (до 10.12), количеством пароподводящих каналов и регулирующие клапаны открывают последовательно, друг за другом. Благодаря этому значительное дросселирование пара может иметь место лишь на одном, последнем из включенных в работу, клапане. При этом, чем больше количество регулирующих клапанов и каналов паровпуска турбины, тем более высокую экономичность она имеет на частичных режимах работы турбины. Known devices for nozzle regulation of steam turbines [1-3] According to the method of nozzle regulation of steam turbines, the supply of steam to it is controlled by changing the number of control valves and channels for turbine inlet included in the operation. For this purpose, the turbine inlet casing is made with a relatively large number of steam supply channels and control valves in series according to the number of turbine steam distribution control valves (up to 10.12), one after the other. Due to this, significant throttling of steam can take place only on one, the last of the valves included in the operation. Moreover, the greater the number of control valves and channels of the steam inlet of the turbine, the higher the efficiency it has in partial modes of operation of the turbine.

Однако большое количество пароподводящих каналов значительно усложняет корпус паровпуска турбины с сопловым регулированием. Особенно сложно выполнить большое количество пароподводящих каналов в нижней половине корпуса паровпуска и организовать к ним подвод пара с верхней половины корпуса, в которой обычно расположена клапанная коробка парораспределения турбины. Поэтому часто ограничиваются парциальным подводом пара в турбину [1] (только через сопла, расположенные в верхней половине корпуса паровпуска турбины. Парциальный подвод пара снижает экономичность турбины за счет концевых потерь ступени (потери "выколачивания" пара) [4] В некоторых случаях [5] применяют полный подвод пара к сопловому аппарату турбины через ограниченное число клапанов (четыре клапана). Такие турбины имеют относительно хорошую экономичность лишь на четырех режимах работы, соответствующих полностью открытым регулирующим клапанам. Паровпуск таких турбин достаточно сложен и, кроме того, используется большое количество (четыре) паропроводов свежего пара, что снижает надежность турбины. However, a large number of steam supply channels greatly complicates the case of the steam inlet of the turbine with nozzle control. It is especially difficult to carry out a large number of steam supply channels in the lower half of the steam inlet casing and organize steam supply to them from the upper half of the casing, in which the turbine steam distribution valve box is usually located. Therefore, they are often limited to a partial supply of steam to the turbine [1] (only through nozzles located in the upper half of the turbine inlet casing. Partial supply of steam reduces the turbine's efficiency due to end losses of the stage (loss of “knocking out” of steam) [4] In some cases [5] ] apply a full steam supply to the nozzle apparatus of the turbine through a limited number of valves (four valves). Such turbines have relatively good efficiency in only four operating modes corresponding to fully open control valves anam. steam input such turbine is rather complicated and, moreover, used a large number (four) of fresh steam lines of steam, which reduces the reliability of the turbine.

Известная гидродинамическая система регулирования, выбранная в качестве прототипа заявляемого устройства, содержит насос-регулятор, регулятор частоты вращения, сервомотор с отсечным золотником, которые соединены импульсными и силовыми масляными трубопроводами, сервомотор связан с регулирующими клапанами парораспределения [6]
Недостаточно высокая экономичность турбин на частичных режимах работы и сложность корпуса паровпуска турбин с сопловым регулированием подачи пара является основным недостатком способа соплового регулирования паровых турбин и устройства, в котором этот способ реализуется.The known hydrodynamic control system, selected as a prototype of the claimed device, contains a pump controller, a speed controller, a servomotor with a shut-off valve, which are connected by pulse and power oil pipelines, a servomotor is connected to control valves of steam distribution [6]
The insufficiently high efficiency of turbines in partial operation modes and the complexity of the turbine inlet casing with nozzle control of steam supply is the main disadvantage of the nozzle control method of steam turbines and the device in which this method is implemented.

Задача изобретения повышение экономичности турбины, упрощение корпуса паровпуска. The objective of the invention is to increase the efficiency of the turbine, simplifying the steam inlet casing.

Указанная задача достигается тем, что устройство, содержащее насос-регулятор, сервомоторы соплового и дроссельного парораспределения с золотниками обратных связей, напорными, импульсными и сливными линиями и клапаны соплового и дроссельного парораспределения, связанные передаточными механизмами с сервомоторами, дополнительно содержит трансформатор давления, имеющий золотник с поршеньками и регулирующие окна, подключенные к импульсным линиям сервомоторов дроссельного и соплового парораспределения и выполненные по высоте на разных расстояниях от регулирующих кромок, взаимодействующих с ними поршеньков золотника трансформатора давления, а золотник обратной связи сервомотора дроссельного парораспределения имеет окно, подключенное к импульсной линии сервомотора соплового парораспределения и к его сливной линии. This task is achieved by the fact that the device containing the pump regulator, servo motors for nozzle and throttle steam distribution with feedback spools, pressure, impulse and drain lines and nozzle and throttle steam distribution valves connected by gears with servomotors, additionally contains a pressure transformer having a spool with pistons and control windows connected to the impulse lines of the throttle and nozzle steam distribution servos and made in height at different distances from the regulating edges, the pistons of the pressure transformer spool interacting with them, and the feedback spool of the throttle steam distribution servomotor has a window connected to the pulse line of the nozzle steam distribution servomotor and to its drain line.

Устройство отличается тем, что на золотнике обратной связи сервомотора соплового парораспределителя выполнено дополнительное окно, включенное гидравлически между дополнительным окном золотника обратной связи сервомотора дроссельного парораспределителя и сливной линией. Торцевая камера золотника обратной связи сервомотора дроссельного парораспределения подключена к импульсной линии сервомотора соплового парораспределения. The device is characterized in that on the feedback spool of the servo motor of the nozzle steam distributor, an additional window is made, which is connected hydraulically between the additional feedback spool of the servomotor of the throttle steam distributor and the drain line. The end chamber of the feedback valve of the throttle steam distribution servomotor is connected to the pulse line of the nozzle steam distribution servomotor.

На фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема устройства; на фиг.2 схема поперечного разреза турбины по регулирующим клапанам соплового и дроссельного парораспределения. In FIG. 1 shows a schematic hydraulic diagram of a device; figure 2 diagram of a cross section of a turbine for control valves nozzle and throttle steam distribution.

Устройство содержит насос-регулятор 1 частоты вращения, трансформатор давления 2, отсечные золотники 3, 4, сервомотор 5 и сервомотор 6, золотники 7, 8 обратных связей сервомоторов 5, 6 и два парораспределения: сопловое парораспределение 9 и дроссельное парораспределение 10. The device contains a speed control pump 1, a pressure transformer 2, shut-off spools 3, 4, a servomotor 5 and a servomotor 6, spools 7, 8 of feedbacks of servomotors 5, 6 and two steam distributions: nozzle steam distribution 9 and throttle steam distribution 10.

Трансформатор давления 2 имеет золотник 11, подпружиненный пружиной 12, с межпоясковыми полостями 13, 14 и торцевыми камерами 15, 16. Регулировочный винт 17 через тарелку 18 контактирует с пружиной 12. Регулирующие окна 19, 20 выполнены по высоте на разных расстояниях относительно взаимодействующих с ними кромок поршеньков золотника 11. При этом верхняя кромка окна 19 по отношению к кромке нижнего поршенька золотника 11 расположена ближе, чем верхняя кромка окна 20 по отношению к кромке среднего поршенька золотника 11. Окна 19, 20 сообщены с межпоясковыми полостями 13, 14. The pressure transformer 2 has a spool 11, spring-loaded with a spring 12, with inter-cavity cavities 13, 14 and end chambers 15, 16. The adjusting screw 17 contacts the spring 12 through the plate 18. The control windows 19, 20 are made in height at different distances relative to interacting with them the edges of the pistons of the spool 11. In this case, the upper edge of the window 19 with respect to the edge of the lower piston of the spool 11 is closer than the upper edge of the window 20 with respect to the edge of the middle piston of the spool 11. Windows 19, 20 are in communication with inter-girdle floors Awnings 13, 14.

Отсечные золотники 3, 4 имеют золотники 21, 22, подпружиненные пружинами 23, 24, с межпоясковыми полостями 25, 26, 27, 28, 29, 30 и торцевыми камерами 31, 32, 33, 34. Окна 35, 36, 37, 38 при "среднем" положении золотников 21, 22 отсечены рабочими поршеньками золотников 21, 22. Shut-off spools 3, 4 have spools 21, 22, spring-loaded with springs 23, 24, with inter-cavity cavities 25, 26, 27, 28, 29, 30 and end chambers 31, 32, 33, 34. Windows 35, 36, 37, 38 at the "average" position of the spools 21, 22 are cut off by the working pistons of the spools 21, 22.

Сервомотор 5 и сервомотор 6 имеют поршни 39, 40 со штоками 41, 42 и окна 43, 44, 45, 46, подключенные к его рабочим полостям 47, 48, 49, 50. The servomotor 5 and the servomotor 6 have pistons 39, 40 with rods 41, 42 and windows 43, 44, 45, 46 connected to its working cavities 47, 48, 49, 50.

Золотники 7, 8 обратных связей сервомоторов 5, 6 имеют золотники 51, 52 со штоками 53, 54 с межпоясковыми полостями 55, 56, 57, 58. Окна 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65 подключены к межпоясковым полостям 55, 56, 57, 58, а окно 66
к торцевой камере 67.The spools 7, 8 of the feedbacks of the servomotors 5, 6 have spools 51, 52 with rods 53, 54 with inter-cavity cavities 55, 56, 57, 58. Windows 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65 are connected to the inter-cavity cavities 55 , 56, 57, 58, and window 66
to the end chamber 67.

Сопловое парораспределение 9 и дроссельное парораспределение 10 размещены в общей паровой коробке 68 (на фиг.1 изображены поперечные сечения паровой коробки 68 по парораспределениям 9 и 10). Парораспределения 9 и 10 имеют штоки 69, 70 и рычаги 71, 72 с опорами 73, 74, соединенные со штоками 41, 42, 69, 70 и тягами 75, 76 со штоками 53, 54. Сопловое парораспределение 9 имеет также траверсу 77. Паропроводом 78 клапанная коробка 68 сообщена с источником свежего пара (на чертеже не изображен). The nozzle steam distribution 9 and the throttle steam distribution 10 are located in a common steam box 68 (Fig. 1 shows cross sections of the steam box 68 according to the steam distributions 9 and 10). The steam distributions 9 and 10 have rods 69, 70 and levers 71, 72 with bearings 73, 74 connected to rods 41, 42, 69, 70 and rods 75, 76 with rods 53, 54. The nozzle steam distribution 9 also has a traverse 77. Steam line 78 valve box 68 is in communication with a source of fresh steam (not shown in the drawing).

Насос-регулятор 1 через невозвратный клапан 79 подключен к магистрали 80 масла высокого давления. Через второй невозвратный клапан (на чертеже не изображен) к магистрали 80 подключен пусковой масляный насос (на чертеже также не изображен). Магистраль 80 подведена к торцевой камере 15 трансформатора давления 2, к межпоясковым полостям 27, 28 отсечных золотников 3, 4 и через дроссельные диафрагмы 81, 82 соответственно к импульсной линии 83 сервомотора 5 и к импульсной линии 84 сервомотора 6. Импульсная линия 83 подведена к окнам 19, 60, 61, 66 и к торцевой камере 31, а импульсная линия 84 к окнам 20, 62 и к торцевой камере 32. Магистраль 85 масла низкого давления подключена к всасу насоса-реулятора 1, к межпоясковым полостям 13, 14, 25, 26, 29, 30, 58, к окнам 61, 63 и торцевым камерам 16, 33, 34. Окна 35, 36, 37, 38, 43, 44, 45, 46 попарно соединены между собой перепускными каналами 86, 87, 88, 89, а окна 59, 64 каналом 90. The pump regulator 1 through a non-return valve 79 is connected to the line 80 of high-pressure oil. Through the second non-return valve (not shown in the drawing) to the line 80 is connected to the starting oil pump (also not shown in the drawing). The highway 80 is connected to the end chamber 15 of the pressure transformer 2, to the inter-cavity cavities 27, 28 of the shut-off spools 3, 4 and through the orifice plates 81, 82, respectively, to the pulse line 83 of the servomotor 5 and to the pulse line 84 of the servomotor 6. The pulse line 83 is led to the windows 19, 60, 61, 66 and to the end chamber 31, and the impulse line 84 to the windows 20, 62 and to the end chamber 32. The low-pressure oil line 85 is connected to the inlet of the regulator pump 1, to the inter-cavity cavities 13, 14, 25, 26, 29, 30, 58, to windows 61, 63 and end chambers 16, 33, 34. Windows 35, 36, 37, 38, 43, 44, 45, 46 in pairs interconnected bypass channels 86, 87, 88, 89, and windows 59, 64 by channel 90.

На фиг.2 корпус 91 верхней половины корпуса соединен с корпусом 92 нижней половины корпуса турбины. Регулирующие клапаны 93, 94, 95, 96, 97 соплового парораспределения 9 турбины свободно подвешены на траверсе 77. Два регулирующих клапана 98 дроссельного парораспределения 10 турбины закреплены на штоках 70. Регулирующие клапаны 93, 94, 95, 96, 97 и 98 расположены в общей паровой коробке 68 и сообщены первые попарно с пароподводящими каналами 99, 100, 101, 102, 103 и вторые с двумя симметричными пароподводящими каналами 104, которые в свою очередь сообщены через горизонтальный разъем корпусов 91 и 92 с каналом 105 (паровые седла регулирующих клапанов 93, 94, 95, 96, 97, 98 на чертеже условно не изображены). Выходы каналов 99, 100, 101, 102, 103 и 105 направлены к соплам соплового аппарата 106 турбины (выходы клапанов 98 могут быть сообщены с каналом 105 наружными трубопроводами, которые на чертеже не изображены). In figure 2, the housing 91 of the upper half of the housing is connected to the housing 92 of the lower half of the turbine housing. The control valves 93, 94, 95, 96, 97 of the nozzle steam distribution 9 of the turbine are freely suspended on the traverse 77. Two control valves 98 of the throttle steam distribution 10 of the turbine are mounted on the stems 70. The control valves 93, 94, 95, 96, 97, 98 and 98 are located in common steam box 68 and the first coupled with steam supply channels 99, 100, 101, 102, 103 and the second with two symmetrical steam supply channels 104, which in turn are connected through a horizontal connector of the housings 91 and 92 with the channel 105 (steam seats of control valves 93, 94, 95, 96, 97, 98 per drawing conditionally not shown). The outputs of the channels 99, 100, 101, 102, 103 and 105 are directed to the nozzles of the nozzle apparatus 106 of the turbine (the outputs of the valves 98 can be communicated with the channel 105 by external pipelines, which are not shown in the drawing).

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Перед пуском турбины регулировочный винт 17 вывинчивают вверх и расслабляют пружину 12. Запускают пусковой масляный насос и подают от него масло высокого давления через второй невозвратный клапан в магистраль 80 и из нее через дроссельные диафрагмы 81, 82 в импульсные линии 83, 84. Под действием силы давления масла в камере 15 золотник 11 будет находиться в верхнем (по чертежу) положении, при котором он своими поршеньками перекроет окна 19, 20. В результате давление масла в импульсных линиях 83, 84 повысится настолько, что под действием перепада давлений масла в камерах 31, 33 и 32, 34 золотники 21, 22 переместятся в верхнее (по чертежу) положение. При этом они сообщат рабочие полости 49, 50 по перепускным каналам 88, 89 через межпоясковые полости 27, 28 с магистралью 80 масла высокого давления и рабочие полости 47, 48 сервомоторов 5, 6 по перепускным каналам 86, 87 через межпоясковые полости 25, 26 с магистралью 85 масла низкого давления. Before starting the turbine, the adjustment screw 17 is unscrewed up and the spring 12 is released. The starting oil pump is started and high pressure oil is supplied from it through the second non-return valve to the line 80 and from it through the orifice plates 81, 82 to the pulse lines 83, 84. Under the action of force the oil pressure in the chamber 15, the spool 11 will be in the upper position (according to the drawing), in which he will close the windows 19, 20 with his pistons. As a result, the oil pressure in the impulse lines 83, 84 will increase so much that under the action of a differential pressure the oil in the chambers 31, 33 and 32, 34, the spools 21, 22 will move to the upper (according to the drawing) position. At the same time, they will communicate the working cavities 49, 50 through the bypass channels 88, 89 through the inter-cavity cavities 27, 28 with the high-pressure oil line 80 and the working cavities 47, 48 of the servomotors 5, 6 through the bypass channels 86, 87 through the inter-cavity 25, 26 s line 85 low pressure oil.

Под действием перепада давлений масла на поршни 39, 40 последние перемещаются вверх до упора регулирующих клапанов 93, 94, 95, 96, 97, 98 седла. Золотники 51, 52 при этом занимают свое крайнее верхнее (по чертежу) положение, при котором окна 61, 60 и 62 открыты, а окно 59 закрыто. Подают пар по паропроводу 78 в паровую коробку 68. Under the influence of the differential pressure of the oil on the pistons 39, 40, the latter move up to the stop of the control valves 93, 94, 95, 96, 97, 98 of the seat. The spools 51, 52 at the same time occupy their extreme upper (according to the drawing) position, in which the windows 61, 60 and 62 are open and the window 59 is closed. Steam is supplied via steam line 78 to steam box 68.

Для пуска турбины регулировочным винтом 17 увеличивают натяжение пружины 12 и перемещают золотник 11 вниз (по чертежу). При этом рабочая кромка нижнего поршенька золотника 11 начнет открывать регулирующее окно 19 и через него масло из импульсной линии 83 будет сливаться через межпоясковую полость 13 в магистраль 85 масла низкого давления. Давление масла в импульсной линии 83 понижается и, под действием силы натяжения пружины 23, золотник 21 начнет перемещаться вниз (по чертежу), вначале отсекая окна 35, 37, а затем сообщая первое из них через поясковую полость 27 с магистралью 80 и второе через межпоясковую полость 29 с магистралью 85. Под действием перепада давлений масла в рабочих полостях 47 и 49 поршень 39 начнет перемещаться вниз, открывая, в порядке очередности, вначале регулирующий клапан 93 и прикрывая окно 61 золотника 51 обратной связи сервомотора 5. To start the turbine with the adjusting screw 17, increase the tension of the spring 12 and move the spool 11 down (according to the drawing). In this case, the working edge of the lower piston of the spool 11 will begin to open the control window 19 and through it the oil from the impulse line 83 will be drained through the inter-cavity cavity 13 into the low-pressure oil line 85. The oil pressure in the impulse line 83 decreases and, under the action of the tension force of the spring 23, the spool 21 will begin to move down (according to the drawing), first cutting off the windows 35, 37, and then communicating the first of them through the girdle cavity 27 with line 80 and the second through the interband cavity 29 with line 85. Under the influence of the differential pressure of the oil in the working cavities 47 and 49, the piston 39 will begin to move downward, opening, in order of priority, initially the control valve 93 and closing the window 61 of the spool 51 of the feedback of the servomotor 5.

Давление масла в импульсной линии 83 повышается и золотник 21 приходит в свое "среднее" положение, отсекая окна 35, 37 и, следовательно, рабочие полости 47, 49 сервомотора 5. По мере увеличения натяжения пружины 12 происходит увеличение степени открытия клапана 93 и увеличение количества пара, подводимого по каналу 99 через сопла соплового аппарата 106 в турбину. Ротор (на чертеже не показан) начнет вращаться и соединенный с ним насос-регулятор 1 будет создавать напор масла. Клапан 93 обеспечивает подачу в турбину пара в количестве, достаточном для выхода турбины на холостой ход. При достижении достаточно высокой частоты вращения ротора, близкой к частоте вращения холостого хода, давление нагнетания насоса-регулятора 1 превысит давление масла, развиваемого пусковым масляным насосом (на чертеже не показан), закроет второй невозвратный клапан, и насос-регулятор 1 примет на себя маслоснабженное устройства. Пусковой масляный насос отключают. The oil pressure in the impulse line 83 rises and the spool 21 comes to its “average” position, cutting off the windows 35, 37 and, therefore, the working cavities 47, 49 of the servomotor 5. As the tension of the spring 12 increases, the degree of opening of the valve 93 and the number of steam supplied through the channel 99 through the nozzles of the nozzle apparatus 106 into the turbine. The rotor (not shown) will start to rotate and the pump-regulator 1 connected to it will create an oil pressure. Valve 93 provides steam to the turbine in an amount sufficient to allow the turbine to idle. Upon reaching a sufficiently high rotor speed close to the idle speed, the discharge pressure of the pump regulator 1 will exceed the oil pressure developed by the starting oil pump (not shown in the drawing), will close the second non-return valve, and the pump regulator 1 will accept the oil-supplied devices. The starting oil pump is turned off.

Для нагружения турбины необходимо подключить ее к электрической сети и продолжить увеличение натяжения пружины 12. Это приведет к дальнейшему перемещению золотника 11 вниз и, как это было показано выше, к соответствующему перемещению поршня 39 сервомотора 5 вниз, на последовательное открытие регулирующих клапанов 94, 95, 96, 97. При этом соответственно будут последовательно подключаться каналы 100, 101, 102, 103. При полном открытии регулирующих клапанов 93, 94, 95, 96, 97 весь пар в турбину поступает через сопловое парораспределение 9. К этому моменту, или несколько раньше, рабочая кромка среднего пояска золотника 11 сравнивается с верхней кромкой окна 20 и начнет открывать последнее. Давление масла в импульсной линии 84 начнет понижаться и золотник 22 начнет перемещаться вниз (по чертежу), в начале отсекая окна 36, 38, а затем подключая их соответственно к межпояcковым полостям 26, 30. В результате рабочая полость 48 сервомотора 6 по перепускному каналу 87 будет сообщена с магистралью 80 масла высокого давления и рабочая полость 49 с магистралью 85 масла низкого давления. Под действием перепада давлений масла поршень 40 сервомотора 6 начнет перемещаться вниз, открывая клапаны 98. Вступает в действие обратная связь сервомотора 6: по мере перемещения поршня 40 и, следовательно, золотника 52 вниз, кромка верхнего пояска золотника 52 прикрывает окно 62, что приводит к восстановлению давления масла в импульсной линии 84, возвращению золотника 22 в "среднее" положение и к "отсечке" поршня 40 сервомотора 6. Окно 59 в золотнике 7 обратной связи сервомотора 5 расположено так, что оно закрыто кромкой нижнего поршенька золотника 51 при закрытых клапанах 93, 94, 95, 96, 97 соплового парораспределения 9. При открытии первого клапана 93 окно 59 открыто и масло из импульсной линии 83 через окна 60, 64, 59 и 65 сливается в магистраль 85 масла низкого давления. To load the turbine, it is necessary to connect it to the electric network and continue increasing the tension of the spring 12. This will lead to a further movement of the spool 11 down and, as shown above, to the corresponding movement of the piston 39 of the servomotor 5 downwards, for the sequential opening of the control valves 94, 95, 96, 97. In this case, channels 100, 101, 102, 103 will be connected in series, respectively. When the control valves 93, 94, 95, 96, 97 are fully open, all the steam enters the turbine through the nozzle steam distribution 9. At this point, or several only earlier, the working edge of the middle zone of the spool 11 is compared with the upper edge of the window 20 and will begin to open the latter. The oil pressure in the impulse line 84 will begin to decrease and the spool 22 will begin to move downward (according to the drawing), first cutting off the windows 36, 38, and then connecting them to the inter-girdle cavities 26, 30, respectively. As a result, the working cavity 48 of the servomotor 6 via the bypass channel 87 will be communicated with line 80 of high pressure oil and the working cavity 49 with line 85 of low pressure oil. Under the influence of the pressure difference of the oil, the piston 40 of the servomotor 6 will begin to move downward, opening the valves 98. The feedback of the servomotor 6 comes into effect: as the piston 40 and, therefore, the spool 52 move down, the edge of the upper band of the spool 52 covers the window 62, which leads to the restoration of oil pressure in the impulse line 84, the return of the spool 22 to the "middle" position and to the "cut-off" of the piston 40 of the servomotor 6. The window 59 in the spool 7 of the feedback of the servomotor 5 is located so that it is closed by the edge of the lower piston of the spool 51 p and closed valves 93, 94, 95, 96, 97 of the nozzle 9. When the steam distribution opening of the first valve 93 is open and the window 59 of the oil pulse line 83 through the windows 60, 64, 59 and 65 is discharged into the low pressure line 85 of oil.

Таким образом, увеличение мощности (нагружение) турбины на первом этапе обеспечивается за счет увеличения подачи пара в турбину через сопловое парораспределение 9. При этом золотник 11 управляет только сливом масла из импульсной линии 83 через регулирующее окно 19. Регулирующее окно 20 остается перекрытым средним поршеньком золотника 11. К моменту открытия последнего клапана 97 соплового парораспределения 9 примерно на 80% рабочего хода этого клапана 97 верхняя кромка среднего поршенька золотника 11 сравнивается по высоте с верхней кромкой окна 20. Дальнейшее перемещение золотника 11 вниз будет приводить не только к увеличению открытия окна 19 и, следовательно, к увеличению открывания клапана 97 на полный ход, но и к открытию окна 20 и сливу через него масла из импульсной линии 84 в магистраль 85 масла низкого давления. Давление масла в импульсной линии 84 понижается, и под действием силы натяжения пружины 24 золотник 22 начнет перемещаться вниз (по чертежу), вначале отсекая окна 36, 38, а затем сообщая первое из них через межпоясковую полость 28 с магистралью 80 и второе через межпоясковую полость 30 с магистралью 85. Под действием перепада давлений масла в рабочих полостях 48 и 50 поршень 40 сервомотора 6 начнет перемещаться вниз, открывая клапана 98 дроссельного парораспределения 10. Золотник 52 при этом прикрывает окно 62 и давление масла в импульсной линии 84 повышается, и золотник 22 приходит в "среднее" положение, отсекая окна 36, 38 и, следовательно, рабочие полости 48, 50 сервомотора 6. Thus, the increase in power (loading) of the turbine at the first stage is ensured by increasing the steam supply to the turbine through the nozzle steam distribution 9. In this case, the spool 11 only controls the oil drain from the impulse line 83 through the control window 19. The control window 20 remains blocked by the middle piston of the spool 11. By the time the last valve 97 of the nozzle steam distribution 9 is open, approximately 80% of the stroke of this valve 97, the upper edge of the middle piston of the spool 11 is compared in height with the upper edge of the window 2 0. Further downward movement of the spool 11 will lead not only to an increase in the opening of the window 19 and, consequently, to an increase in the opening of the valve 97 at full speed, but also to the opening of the window 20 and drain of oil through it from the pulse line 84 to the low-pressure oil line 85 . The oil pressure in the impulse line 84 decreases, and under the action of the tension force of the spring 24, the spool 22 will begin to move down (according to the drawing), first cutting off the windows 36, 38, and then communicating the first of them through the interbelt cavity 28 with the highway 80 and the second through the interbelt cavity 30 with line 85. Under the influence of the differential pressure of the oil in the working cavities 48 and 50, the piston 40 of the servomotor 6 will begin to move downward, opening the valve 98 of the throttle steam distribution 10. The valve 52 thus covers the window 62 and the oil pressure in the pulse line 84 rises , and the spool 22 comes into the "middle" position, cutting off the windows 36, 38 and, therefore, the working cavity 48, 50 of the servomotor 6.

С момента начала открытия паровых клапанов 98 золотник 52 средним поршеньком начнет прикрывать окно 60, в то время как золотник 11 будет, по-прежнему, продолжать увеличивать открытие регулирующего окна 19, однако ширина окна 60 и, следовательно, интенсивность его влияния на давление масла в импульсной линии 83 больше, чем окна 19. В результате происходит повышение давления масла в импульсной линии 83. Золотник 21 смещается вверх от "среднего" положения, поршень 39 перемещается вверх, прикрывая клапаны 97, затем 96, 95, 94 и 93 соплового парораспределения 9. Происходит перекладка пара, подводимого в турбину, с соплового парораспределения 9 на дроссельное парораспределение 10. При полном открытии окна 20 поршень 40 переходит в крайнее нижнее положение и полностью открывает клапаны 98. Клапаны 97, 96, 95 и 94 будут при этом закрыты, а клапан 93 прикрыт примерно на 80% своего рабочего хода, так что окно 59 остается открытым. На втором этапе нагружения турбины продолжают увеличивать натяжение пружины 12, смещая золотник 11 вниз и, тем самым, увеличивая открытие окна 19. Давление масла в импульсной линии 83 понижается и, как было показано выше, это вновь приведет к поочередному открытию регулирующих клапанов 93, 94, 95, 96, 97. В пределе пар в турбину будет поступать одновременно как через сопловое парораспределение 9, так и через дроссельное парораспределение 10, по полной окружности соплового аппарата. From the moment the steam valves 98 begin to open, the spool 52 with the middle piston will begin to cover the window 60, while the spool 11 will continue to increase the opening of the control window 19, however, the width of the window 60 and, therefore, the intensity of its influence on the oil pressure in impulse line 83 is larger than window 19. As a result, the oil pressure in impulse line 83 increases. Spool 21 moves upward from the “middle” position, piston 39 moves upward, covering valves 97, then 96, 95, 94 and 93 of nozzle steam distribution 9 . Etc there is a transfer of the steam supplied to the turbine from the nozzle steam distribution 9 to the throttle steam distribution 10. When the window 20 is fully open, the piston 40 goes to its lowest position and opens the valves 98 completely. The valves 97, 96, 95 and 94 will be closed and the valve 93 is covered by about 80% of its working stroke, so that window 59 remains open. In the second stage of loading the turbines continue to increase the tension of the spring 12, displacing the spool 11 down and thereby increasing the opening of the window 19. The oil pressure in the impulse line 83 decreases and, as shown above, this will again lead to the opening of the control valves 93, 94 , 95, 96, 97. In the limit, the steam will enter the turbine both through the nozzle steam distribution 9 and through the throttle steam distribution 10, along the full circle of the nozzle apparatus.

При разгружении турбины процесс протекает в обратной последовательности следующим образом. When unloading the turbine, the process proceeds in the reverse sequence as follows.

Вывинчивают винт 17 и расслабляют пружину 12. Под действием силы давления масла в камере 15 золотник 11 плавно перемещается вверх, прикрывая окно 19. Давление масла в импульсной линии 83 повышается, золотник 21 смещается вверх и поршень 39 перемещается вверх, на последовательное закрытие клапанов 97, 96, 95, 94 и на покрытие клапана 93. В этот момент верхняя кромка среднего поршенька золотника 11 начнет прикрывать окно 20. Повышается давление масла в импульсной линии 84, золотник 22 и поршень 40 перемещаются вверх на прикрытие клапанов 98 дроссельного парораспределения 10. Окна 62 и 60 золотника 8 обратной связи сервомотора 6 открываются, причем окно 62 осуществляет обратную связь сервомотора 6, а окно 60 преодолевает сигнал окна 19 на закрытие регулирующих клапанов 97, 96, 95, 94, 93 и начинает открывать их. В момент, когда верхняя кромка среднего поршенька золотника 11 сравняется с верхней кромкой окна 20, т.е. когда средней поршенек золотника 11 полностью перекроет окно 20, клапаны 98 будут полностью закрыты, а клапаны 93, 94, 95, 96, 97 открыты. Продолжая расслаблять пружину 12, вновь прикрывают окно 19, повышают давление масла в импульсной линии 83. Золотник 21 и поршень 39 сервомотора 5 будут перемещаться вверх, последовательно прикрывая клапаны 97, 96, 95, 94 и 93. Unscrew the screw 17 and loosen the spring 12. Under the action of the oil pressure in the chamber 15, the spool 11 moves smoothly upward, covering the window 19. The oil pressure in the impulse line 83 rises, the spool 21 moves upward and the piston 39 moves upward, for sequential closing of the valves 97, 96, 95, 94 and onto the valve cover 93. At this moment, the upper edge of the middle piston of the spool 11 starts to cover the window 20. The oil pressure in the impulse line 84 rises, the spool 22 and the piston 40 move up to cover the valves 98 of the throttle steam edeleniya 10. Windows 62 and 60 of the spool 8 feedback servo 6 are opened, the box 62 performs feedback servo 6, and the window 60 overcomes the window signal 19 for closing the control valves 97, 96, 95, 94, 93 and begins to open them. At the moment when the upper edge of the middle piston of the spool 11 is aligned with the upper edge of the window 20, i.e. when the middle piston of the spool 11 completely closes the window 20, the valves 98 will be fully closed and the valves 93, 94, 95, 96, 97 open. Continuing to relax the spring 12, again close the window 19, increase the oil pressure in the impulse line 83. The spool 21 and the piston 39 of the servomotor 5 will move upward, sequentially closing the valves 97, 96, 95, 94 and 93.

При работе турбины на индивидуальную электрическую сеть устройство работает как обычная пропорциональная система автоматического регулирования частоты вращения турбины. Частота вращения ротора турбины и закрепленного на ней насоса-регулятора 1 и, следовательно, давление масла в магистрали 80 определяются величиной нагрузки и уставкой регулировочного винта 17 (натяжение пружины 12) трансформатора давления 2. При этом увеличение (снижение) нагрузки при неизменной установке винта 17 приводит к уменьшению (увеличению) частоты вращения насоса-регулятора 1, уменьшению (увеличению) давления масла в магистрали 80 и, соответственно, к перемещению вниз (вверх) золотника 11. Далее устройство действует как это было пояснено выше, т.е. соответственно открывает или прикрывает (в необходимых случаях переключает) парораспределения 9, 10. When the turbine operates on an individual electric network, the device operates as a conventional proportional system for automatically controlling the speed of a turbine. The rotational speed of the turbine rotor and the pump-controller 1 attached to it and, therefore, the oil pressure in the line 80 are determined by the load value and the setting of the adjusting screw 17 (spring tension 12) of the pressure transformer 2. At the same time, the load increases (decreases) with the screw 17 installed unchanged leads to a decrease (increase) in the frequency of rotation of the pump regulator 1, to a decrease (increase) in oil pressure in the line 80 and, accordingly, to a downward (upward) movement of the spool 11. The device then acts as explained higher i.e. accordingly opens or covers (if necessary, switches) the steam distribution 9, 10.

Изменение уставки регулирующего винта 17 при фиксированной нагрузке турбины приводит, как обычно, у турбогенераторов с малым самовыравниванием, к изменению частоты вращения ротора турбины практически при неизмененном положении золотника 11. A change in the setting of the adjusting screw 17 at a fixed load of the turbine leads, as usual, for turbogenerators with low self-alignment, to a change in the frequency of rotation of the turbine rotor with practically the unchanged position of the spool 11.

При резком сбросе эл.нагрузки устройство обеспечивает работу в режиме холостого хода. Следует рассмотреть действие устройства на двух определяющих режимах: на режиме частичной мощности турбины, когда пар в турбину поступает через сопловое парораспределение 9, и на режиме полной мощности, когда пар в турбину поступает как через сопловое парораспределение 9, так и через дроссельное парораспределение 10. With a sharp reset of the electronic load, the device provides operation in idle mode. The operation of the device in two determining modes should be considered: in the partial power mode of the turbine, when steam enters the turbine through the nozzle steam distribution 9, and in full power mode, when the steam enters the turbine through both nozzle steam distribution 9 and through the throttle steam distribution 10.

В первом случае клапаны 98 закрыты, т.е. окно 20 перекрыто средним поршеньком золотника 11. При сбросе нагрузки частота вращения насоса-регулятора 1 повышается, давление масла в камере 15 увеличивается и золотник 11 перемещается вверх, прикрывая окно 19. Давление масла в импульсной линии 83 повысится и, следовательно, поршень 39 переместится в положение, соответствующее режиму холостого хода турбины. In the first case, the valves 98 are closed, i.e. the window 20 is blocked by the middle piston of the spool 11. When the load is released, the speed of the pump regulator 1 increases, the oil pressure in the chamber 15 increases and the spool 11 moves upward, covering the window 19. The oil pressure in the impulse line 83 will increase and, therefore, the piston 39 will move to idle position of the turbine.

Во втором случае золотник 11 находится в нижнем положении, окна 19, 20 открыты, соответственно открыты парораспределения 9, 10. Из рассмотренного выше следует, что при плавном разгружении турбины вначале сопловое парораспределение 9 закрывается, затем закрывается дроссельное парораспределение 10, а сопловое парораспределение 9 открывается и лишь затем оно вновь закрывается. При резком сбросе нагрузки такая последовательность нежелательна, т. к. она может вызвать повышенный динамический заброс частоты вращения турбины. Для исключения такого явления предусмотрено вытеснение в динамическом режиме масла из торцевой камеры 67 в импульсную линию 83. Давление в ней кратковременно повышается, что исключает повторное динамическое открытие клапанов 93, 94, 95, 96, 97 соплового парораспределения 9. С этой же целью слив масла из импульсной линии 83 через окно 60 в магистраль 85 масла низкого давления осуществляется через окно 59 в золотнике 7 обратной связи сервомотора 5. При резком сбросе нагрузки регулирующие клапаны 93, 94, 95, 96, 97 кратковременно закрывают полностью. Соответственно закрывается окно 59 и повышается давление масла в импульсной линии 93. In the second case, the slide valve 11 is in the lower position, the windows 19, 20 are open, respectively, the steam distribution 9, 10. It follows from the above that when the turbine is smoothly unloaded, the nozzle steam distribution 9 first closes, then the throttle steam distribution 10 closes, and the nozzle steam distribution 9 opens and only then it closes again. With a sharp load shedding, such a sequence is undesirable, since it can cause an increased dynamic overrun of the turbine speed. To eliminate this phenomenon, dynamic displacement of oil from the end chamber 67 into the impulse line 83 is provided. The pressure in it increases briefly, which prevents the dynamic opening of valves 93, 94, 95, 96, 97, nozzle steam distribution 9. For the same purpose, oil drain From the impulse line 83 through the window 60 to the low-pressure oil line 85, it is carried out through the window 59 in the feedback valve 7 of the servomotor 5. When the load is suddenly dropped, the control valves 93, 94, 95, 96, 97 are completely closed for a short time. Accordingly, the window 59 closes and the oil pressure in the pulse line 93 rises.

Устройство имеет высокую экономичность на всех режимах работы турбины. Максимально упрощен корпус паровпуска турбины, сокращено количество паропроводящих труб. The device has high efficiency in all modes of operation of the turbine. The turbine steam inlet housing has been simplified as much as possible, the number of steam conducting pipes has been reduced.

Claims

1. The control device of a steam turbine, containing a pump controller, servo motors for nozzle and throttle steam distribution with feedback valves, pressure, impulse and drain lines and nozzle and throttle steam distribution valves connected by gears with servomotors, characterized in that it contains a pressure transformer, having a spool with pistons and control windows connected to the pulse lines of the throttle and nozzle steam distribution servomotors and made in height at p at various distances from the regulating edges of the pistons of the pressure transformer spool interacting with them, and the feedback spool of the throttle steam distribution servomotor has a window connected to the pulse line of the nozzle steam distribution servomotor and its drain line.

2. The device according to claim 1, characterized in that on the feedback spool of the nozzle steam distribution servomotor, an additional window is made hydraulically connected between the additional feedback spool of the throttle steam distribution servomotor and the drain line.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the end chamber of the feedback spool of the throttle steam distribution servomotor is connected to the pulse line of the nozzle steam distribution servomotor.