RU2227212C2 - Steam turbine protection device - Google Patents

Steam turbine protection device Download PDF

Info

Publication number
RU2227212C2
RU2227212C2 RU2002114838/06A RU2002114838A RU2227212C2 RU 2227212 C2 RU2227212 C2 RU 2227212C2 RU 2002114838/06 A RU2002114838/06 A RU 2002114838/06A RU 2002114838 A RU2002114838 A RU 2002114838A RU 2227212 C2 RU2227212 C2 RU 2227212C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spool
valve
oil
inter
turbine
Prior art date
Application number
RU2002114838/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002114838A (en
Inventor
В.В. Благовещенский
Ю.Л. Лукашенко
Ю.А. Максимов
Ю.М. Семенов
С.Д. Циммерман
Original Assignee
ОАО "Калужский турбинный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Калужский турбинный завод" filed Critical ОАО "Калужский турбинный завод"
Priority to RU2002114838/06A priority Critical patent/RU2227212C2/en
Publication of RU2002114838A publication Critical patent/RU2002114838A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2227212C2 publication Critical patent/RU2227212C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: device is designed to protect steam turbine with mixing condenser. Proposed device contains stop valve and turbine technological parameters maximum deviation safeguards. Stop valve drive is connected through interpiston spaces along oil line in series with high-pressure oil source. Device is furnished with spring-loaded normally open vacuum popping valve connected through seat with plate to steam space of condenser and ambient atmosphere. Device is furnished with float-type condensate level relay in condenser with control spool valve and impulse spool valve. Interpiston space of control spool valve is connected first in direction of oil flow from high- pressure oil source to stop valve drive. Interpiston space is connected also to drive to vacuum popping valve. Interpiston space of control spool valve is connected through first interpiston space of impulse spool valve to high-pressure oil source and to oil tank. End face chamber is connected through second interpiston space of impulse spool valve and through interpiston space and end face chamber of said spool valve to oil tank. Spool of impulse spool valve is furnished with hydraulic damper. For this purpose bore is made in spool and cylindrical projection is made in housing of impulse spool valve to form ring groove getting into bore with radial clearance. Electromagnet switches off drive from turbine oil tank by electric signal and bypasses high-pressure oil delivery. Hydraulic damper slows movement of spool so that spool can return to its initial position without emergency oil pressure drop in oil line of turbine protection system. EFFECT: improved protection of steam turbine. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области защиты паровой турбины, преимущественно турбины с конденсатором смешивающего типа.The invention relates to the field of protection of a steam turbine, mainly a turbine with a mixing type condenser.

Устройства защиты паровой турбины известны.Steam turbine protection devices are known.

Известно [1] устройство защиты паровой турбины, в которой обеспечена защита паровой турбины по отклонению технологических параметров турбины.It is known [1] a device for protecting a steam turbine, in which the steam turbine is protected by the deviation of the technological parameters of the turbine.

Устройство содержит датчики технологических параметров турбины (частоты вращения, давления масла, осевого сдвига ротора и т.п.), стопорный клапан с быстрозапорным гидравлическим приводом, автоматический затвор и дистанционный масляный выключатель с управляющими золотниками.The device contains sensors for technological parameters of the turbine (speed, oil pressure, axial shift of the rotor, etc.), a check valve with quick-locking hydraulic actuator, an automatic shutter and a remote oil switch with control spools.

Привод стопорного клапана последовательно подключен через межпоршеньковые полости управляющих золотников к источнику масла высокого давления. Кроме того, каждая из них подключена к сливу масла в маслобак турбины. При срабатывании управляющие золотники перекрывают подвод масла высокого давления в привод стопорного клапана и сообщают его с маслобаком. Под действием пружин стопорный клапан закрывается и прекращает подвод пара в турбину.The stop valve actuator is connected in series through the inter-piston cavities of the control spools to a high pressure oil source. In addition, each of them is connected to drain the oil into the turbine's oil tank. When triggered, the control spools shut off the high pressure oil supply to the check valve actuator and communicate with the oil tank. Under the action of the springs, the stop valve closes and stops the steam supply to the turbine.

На паровых турбинах со смешивающим конденсатором в некоторых случаях устройство не обеспечивает защиту по аварийному повышению уровня конденсата в конденсаторе. Это имеет место, когда охлаждающая вода поступает в конденсатор путем самовсасывания из бассейна охлаждающей воды (за счет перепадов давления в конденсаторе и атмосферного давления). Отвод конденсата из конденсатора при этом осуществляется (в градирню) при помощи откачивающего электронасоса. При выходе из строя электронасоса (или обесточивании) происходит быстрое переполнение конденсатора. Уровень конденсатора при этом достигает лопаточного аппарата турбины, что приводит к аварии турбины.On steam turbines with a mixing condenser, in some cases, the device does not provide protection for an emergency increase in the level of condensate in the condenser. This occurs when cooling water enters the condenser by self-priming cooling water from the pool (due to pressure drops in the condenser and atmospheric pressure). In this case, the condensate is removed from the condenser (to the cooling tower) using a pumping electric pump. When the electric pump fails (or de-energizes), a quick overflow of the capacitor occurs. The condenser level in this case reaches the turbine blade apparatus, which leads to a turbine accident.

Недостаток устройства заключается в том, что оно не обеспечивает защиту паровой турбины при аварийном повышении уровня конденсата в смешивающем конденсаторе с самовсасыванием охлаждающей воды при аварийном отказе в работе электронасоса откачки воды из конденсатора.The disadvantage of this device is that it does not protect the steam turbine in case of an emergency increase in the level of condensate in the mixing condenser with self-priming of cooling water in the event of an emergency failure of the electric pump for pumping water from the condenser.

Известно [2] устройство защиты паровой турбины (прототип), в котором обеспечена защита паровой турбины со смешивающим конденсатором с самовсасыванием охлаждающей воды по предельному отклонению технологических параметров турбины и при аварийном повышении уровня конденсата в конденсаторе.It is known [2] a steam turbine protection device (prototype), in which a steam turbine with a mixing condenser with self-priming cooling water is protected against the maximum deviation of the technological parameters of the turbine and with an emergency increase in the level of condensate in the condenser.

Устройство защиты турбины содержит стопорный клапан и элементы защиты по предельным отклонениям технологических параметров турбины. Межпоршеньковые полости золотников элементов защиты подключены к сливу в маслобак турбины. Через них гидравлический привод стопорного клапана последовательно подключен к источнику масла высокого давления.The turbine protection device contains a stop valve and protection elements according to the maximum deviations of the technological parameters of the turbine. The inter-piston cavities of the spools of the protection elements are connected to a drain in the turbine oil tank. Through them, the hydraulic actuator of the stop valve is connected in series to a source of high pressure oil.

Устройство снабжено подпружиненным нормально открытым быстродействующим клапаном подрыва вакуума с гидравлическим приводом, подключенным к паровому пространству конденсатора и к атмосфере. Устройство снабжено также поплавковым гидравлическим реле с управляющим и импульсным золотниками с межпоршеньковыми полостями и торцевыми камерами.The device is equipped with a spring-loaded normally open high-speed valve for undermining the vacuum with a hydraulic actuator connected to the vapor space of the condenser and to the atmosphere. The device is also equipped with a float hydraulic relay with a control and pulse spools with inter-piston cavities and end chambers.

Управляющий золотник установлен первым по ходу масла высокого давления к приводу стопорного клапана. При этом межпоршеньковая полость управляющего золотника подключена также к приводу клапана подрыва вакуума и к сливу масла в маслобак турбины через первую межпоршеньковую полость импульсного золотника. Торцевая камера и межпоршеньковая полость управляющего золотника гидравлически сообщены между собой и подключены через вторую межпоршеньковую полость импульсного золотника к источнику масла высокого давления и через его торцевую камеру - к маслобаку турбины.The control valve is installed first along the high-pressure oil to the stop valve actuator. In this case, the inter-piston cavity of the control valve is also connected to the actuator of the vacuum blow-off valve and to drain the oil into the turbine oil tank through the first inter-piston cavity of the pulsed valve. The end chamber and the inter-piston cavity of the control spool are hydraulically interconnected and connected through the second inter-piston cavity of the pulse spool to the high pressure oil source and through its end chamber to the turbine oil tank.

Управляющий золотник обеспечивает защиту турбины при аварийном повышении уровня конденсата в конденсаторе (как и остальные элементы защиты по технологическим параметрам турбины) путем прекращения подачи масла высокого давления в межпоршеньковую полость и сообщения её со сливом в маслобак турбины (через первую межпоршеньковую полость импульсного золотника). Давление масла в приводах стопорного клапана и клапана подрыва вакуума падает и они срабатывают, прекращая подвод свежего пара в турбину и подрывая вакуум в конденсаторе. Поступление (самовсасыванием за счет перепада давлений в конденсаторе и атмосферы) охлаждающей воды в конденсатор прекращается, что обеспечивает защиту турбины по аварийному повышению уровня конденсата в конденсаторе.The control spool protects the turbine in case of an emergency increase in the condensate level in the condenser (as well as the other protection elements according to the technological parameters of the turbine) by stopping the supply of high-pressure oil to the inter-piston cavity and its communication with the drain in the turbine oil tank (through the first inter-piston cavity of the pulse spool). The oil pressure in the actuators of the stop valve and the vacuum detonation valve drops and they work, stopping the supply of fresh steam to the turbine and undermining the vacuum in the condenser. The flow (by self-priming due to the pressure difference in the condenser and the atmosphere) of cooling water to the condenser stops, which protects the turbine by an emergency increase in the level of condensate in the condenser.

Импульсный золотник предназначен для обеспечения весьма важной функции - расхаживания поплавкового гидравлического реле на работающей турбине.The pulse spool is designed to provide a very important function - pacing a float hydraulic relay on a running turbine.

При включении электромагнита импульсный золотник перемещается в крайнее положение и перекрывает слив масла из межпоршеньковой полости управляющего золотника через свою первую межпоршеньковую полость в маслобак турбины и сообщает торцевую камеру управляющего золотника через вторую межпоршеньковую полость импульсного золотника с источником масла высокого давления. При этом под действием силы давления масла в торцевой камере управляющий золотник (с рычажной передачей и поплавком) перемещается в свое второе крайнее положение, перекрывая подвод масла высокого давления в межпоршеньковую полость управляющего золотника по основному каналу и открывая окно слива масла из этой полости, однако слив масла не происходит, поскольку первая межпоршеньковая полость импульсного золотника, через которую осуществляется слив масла в маслобак, при этом отсечена. Компенсация протечек масла через элементы защиты турбины в маслобак в этом режиме осуществляется за счет масла высокого давления, поступающего по вспомогательному каналу из торцевой камеры в межпоршеньковую полость управляющего золотника. В результате при перемещении управляющего золотника в положение, соответствующее аварийному повышению уровня конденсата в конденсаторе, давление масла в приводах стопорного клапана и клапана подрыва вакуума не снижается и они не срабатывают.When the electromagnet is turned on, the impulse spool moves to the extreme position and blocks the oil drain from the inter-piston cavity of the control spool through its first inter-piston cavity into the turbine's oil tank and communicates the end chamber of the control spool through the second inter-piston cavity of the pulse spool with a high-pressure oil source. In this case, under the action of the oil pressure force in the end chamber, the control spool (with lever transmission and float) moves to its second extreme position, blocking the high pressure oil supply to the inter-piston cavity of the control spool along the main channel and opening the oil drain window from this cavity, however, the drain oil does not occur, since the first inter-piston cavity of the pulse spool, through which the oil is drained into the oil tank, is cut off. Compensation of oil leaks through the turbine protection elements into the oil tank in this mode is carried out due to the high pressure oil entering through the auxiliary channel from the end chamber into the inter-piston cavity of the control valve. As a result, when the control spool is moved to a position corresponding to an emergency increase in the level of condensate in the condenser, the oil pressure in the actuators of the stop valve and the vacuum detonation valve does not decrease and they do not work.

При выключении электромагнита импульсный золотник под действием пружины перемещается в свое исходное положение, при котором вторая межпоршеньковая полость золотника отключается от источника масла высокого давления и одновременно с первой межпоршеньковой полостью сообщается со сливом в маслобак турбины.When the electromagnet is turned off, the impulse spool under the action of the spring moves to its original position, in which the second inter-piston cavity of the spool is disconnected from the high-pressure oil source and simultaneously with the first inter-piston cavity communicates with a drain into the turbine oil tank.

Управляющий золотник под действием силы тяжести поплавка и силы натяжения пружины также перемещается в свое исходное положение, вытесняя масло из торцевой камеры через вторую межпоршеньковую полость импульсного золотника в маслобак. При достижении исходного положения управляющего золотника цикл расхаживания реле на работающей турбине заканчивается, устройство вновь готово к выполнению своих функций по защите турбины по отклонению технологических параметров турбины и по аварийному повышению уровня конденсата в конденсаторе.Under the influence of the gravity of the float and the tension force of the spring, the control spool also moves to its original position, displacing oil from the end chamber through the second inter-piston cavity of the impulse spool into the oil tank. Upon reaching the initial position of the control spool, the cycle of walking the relay on a working turbine ends, the device is again ready to perform its functions of protecting the turbine by deviating the technological parameters of the turbine and by emergency raising the level of condensate in the condenser.

Недостаток устройства-прототипа заключается в том, что в некоторых случаях при расхаживании реле уровня конденсата на работающей турбине может произойти несанкционированное срабатывание стопорного клапана и клапана подрыва вакуума с прекращением подачи пара в турбину и подрывом вакуума в конденсаторе.The disadvantage of the prototype device is that in some cases, when the condensate level switch is paced on a working turbine, an unauthorized actuation of the stop valve and the vacuum detonation valve can occur with the steam supply to the turbine stopped and the vacuum in the condenser undermining.

Причина отмеченного недостатка устройства-прототипа в том, что торцевая камера импульсного золотника подключена к маслобаку турбины и не заполнена маслом. При выключении электромагнита импульсный золотник перемещается в исходное положение весьма быстро. Торцевая же камера управляющего золотника при расхаживании подключена к источнику масла высокого давления, заполнена маслом и, кроме того, подпитывается маслом из межпоршеньковой полости золотника, поэтому его возвращение в исходное положение происходит значительно медленнее (из-за необходимости вытеснения масла из его торцевой камеры), с запаздыванием.The reason for the noted disadvantage of the prototype device is that the end chamber of the pulse spool is connected to the turbine oil tank and is not filled with oil. When the electromagnet is turned off, the pulse spool moves to its original position very quickly. The end chamber of the control valve when pacing is connected to a high pressure oil source, filled with oil and, in addition, is fed with oil from the inter-piston cavity of the valve, so its return to its original position is much slower (due to the need to displace oil from its end chamber), with delay.

При этом может иметь место ситуация, когда межпоршеньковые полости импульсного золотника уже сообщены со сливом в маслобак, в то время, как межпоршеньковая полость управляющего золотника ещё не отключена от первой межпоршеньковой полости импульсного золотника и не подключена к источнику масла высокого давления. В результате при расхаживании реле из-за запаздывания срабатывания управляющего золотника может произойти падение давления масла в приводах и срабатывание стопорного клапана и клапана подрыва вакуума.In this case, a situation may occur when the inter-piston cavities of the pulsed spool are already connected with the drain to the oil tank, while the inter-piston cavities of the control spool are not yet disconnected from the first inter-piston cavity of the pulsed spool and are not connected to the high pressure oil source. As a result, when the relay is pacing due to a delay in the actuation of the control valve, a drop in oil pressure in the actuators and the actuation of the shut-off valve and the vacuum detonation valve can occur.

Цель изобретения - создать устройство защиты паровой турбины с конденсатором смешивающего типа, не имеющего указанного недостатка.The purpose of the invention is to create a protection device for a steam turbine with a mixing type condenser that does not have this drawback.

Цель изобретения достигается тем, что устройство защиты паровой турбины содержит стопорный клапан, клапан подрыва вакуума в конденсаторе, элементы защиты турбины по предельным отклонениям технологических параметров, поплавковое гидравлическое реле уровня конденсата в конденсаторе с управляющим золотником и импульсный золотник.The purpose of the invention is achieved in that the steam turbine protection device comprises a shut-off valve, a vacuum valve for detonating the vacuum in the condenser, turbine protection elements according to process deviations, a float hydraulic condensate level switch in the condenser with a control valve and a pulse valve.

Межпоршеньковые полости золотников элементов защиты турбины подключены к маслобаку. Привод стопорного клапана последовательно подключен к источнику масла высокого давления через межпоршеньковую полость управляющего золотника реле уровня и через межпоршеньковые полости золотников элементов защиты турбины. Привод клапана подрыва вакуума в конденсаторе подключен к источнику масла высокого давления через межпоршеньковую полость управляющего золотника, которая сообщена также с маслобаком турбины через первую межпоршеньковую полость импульсного золотника. Вторая межпоршеньковая полость импульсного золотника подключена к источнику масла высокого давления и к торцевой камере управляющего золотника. Торцевая камера управляющего золотника сообщена с маслобаком через торцевую камеру импульсного золотника.The inter-piston cavities of the spools of the turbine protection elements are connected to the oil tank. The lock valve actuator is connected in series to the high pressure oil source through the inter-piston cavity of the control valve of the level switch and through the inter-piston cavity of the valve spools of the turbine protection elements. The drive of the vacuum detonating valve in the condenser is connected to the high pressure oil source through the inter-piston cavity of the control spool, which is also connected to the turbine oil tank through the first inter-piston cavity of the pulse spool. The second inter-piston cavity of the pulsed spool is connected to a high-pressure oil source and to the end chamber of the control spool. The end chamber of the control spool is in communication with the oil tank through the end chamber of the pulse spool.

Новым является то, что межпоршеньковая полость управляющего золотника подключена также к первой межпоршеньковой полости импульсного золотника, первая и вторая межпоршеньковые полости импульсного золотника гидравлически сообщены между собой. При этом импульсный золотник снабжен гидравлическим демпфером, для чего в его золотнике выполнена расточка и в корпусе импульсного золотника выполнен цилиндрический выступ, образующий в корпусе кольцевую проточку. Выступ входит в расточку золотника с радиальным зазором.What is new is that the inter-piston cavity of the control spool is also connected to the first inter-piston cavity of the pulse spool, the first and second inter-piston cavities of the pulse spool are hydraulically interconnected. In this case, the impulse spool is equipped with a hydraulic damper, for which a bore is made in its spool and a cylindrical protrusion is made in the impulse spool body, forming an annular groove in the body. The protrusion enters the bore of the spool with a radial clearance.

При взведении импульсного золотника выступ выходит из проточки и она заполняется маслом. При обратном ходе золотника выступ выдавливает масло из кольцевой проточки, что обеспечивает демпфирование и замедление движения золотника. За время замедления импульсного золотника управляющий золотник занимает исходное положение. Благодаря этому исключается возможность несанкционированного срабатывания системы защиты при расхаживании реле уровня конденсата в конденсаторе.When cocking the pulse spool, the protrusion comes out of the groove and it is filled with oil. During the reverse stroke of the spool, the protrusion squeezes the oil from the annular groove, which provides damping and slowing down the movement of the spool. During the deceleration of the impulse spool, the control spool takes its initial position. This eliminates the possibility of unauthorized operation of the protection system when pacing the condensate level switch in the capacitor.

Предлагаемое устройство защиты паровой турбины изображено на чертежах фиг.1, фиг.2 и фиг.3.The proposed protection device for a steam turbine is shown in the drawings of figure 1, figure 2 and figure 3.

На фиг.1 изображена схема устройства в исходном (рабочем) положении, на фиг.2 импульсный золотник изображен в среднем (промежуточном) положении, которое он проходит при включении электромагнита, и на фиг.3 импульсный и управляющий золотники изображены в крайних положениях, занимаемых при расхаживании устройства.In Fig.1 shows a diagram of the device in the initial (working) position, Fig.2 pulsed spool shown in the middle (intermediate) position that it passes when the electromagnet is turned on, and Fig.3 pulsed and control spools are shown in the extreme positions occupied when pacing the device.

На фиг.1: конденсатор 1 смешивающего типа, выхлопной патрубок 2 турбины, ротор 3 с облопачиванием последней ступени 4. На корпусе 5 конденсатора 1 установлен клапан 6 подрыва вакуума, закреплена рычажная передача 7 с поплавком 8 и форсунка 9 для подвода охлаждающей воды по трубопроводу 10. Конденсат 11 откачивается электронасосом 12 в градирню по трубопроводу 13. Стопорный клапан 14 с гидроприводом 15 подключен по входу 16 к источнику свежего пара и по выходу 17 - к паровпуску турбины. Устройство защиты турбины имеет реле уровня конденсата в конденсаторе 1, содержащее управляющий золотник 18, соединенный с рычажной передачей 7, импульсный золотник 19, а также первый элемент 20 и второй элемент 21 защиты турбины по предельному повышению технологических параметров турбины. Управляющий золотник 18 содержит золотник 22 с межпоршеньковой полостью 23 и торцевой камерой 24 и имеет рабочие окна 25, 26 и 27. Импульсный золотник 19 содержит золотник 28 с первой, второй, третьей и четвертой межпоршеньковыми полостями 29, 30, 31 и 32, электромагнит 33, соединенный с золотником 28, подпружиненный пружиной 34, и имеет рабочие окна 35,36, 37, 38, 39 и 40. В золотнике 28 выполнен канал 41, сообщающий между собой межпоршеньковые полости 29 и 30, и выполнена расточка 42. В расточку 42 входит с радиальным зазором цилиндрический выступ 43 с отверстием 44, выполненный внутри корпуса импульсного золотника 19.Figure 1: mixing type condenser 1, turbine exhaust pipe 2, rotor 3 with blading of the last stage 4. A vacuum blow-off valve 6 is installed on the body 5 of the condenser 1, a lever gear 7 with a float 8 and a nozzle 9 for supplying cooling water through the pipeline is fixed 10. Condensate 11 is pumped by the electric pump 12 to the cooling tower through the pipe 13. The stop valve 14 with hydraulic actuator 15 is connected at the input 16 to the source of fresh steam and at the exit 17 to the steam inlet of the turbine. The turbine protection device has a condensate level switch in the condenser 1, comprising a control spool 18 connected to the linkage 7, a pulse spool 19, as well as a first element 20 and a second turbine protection element 21 for maximizing the turbine technological parameters. The control valve 18 contains a valve 22 with an inter-piston cavity 23 and an end chamber 24 and has working windows 25, 26 and 27. The pulse valve 19 contains a valve 28 with a first, second, third and fourth inter-piston cavities 29, 30, 31 and 32, an electromagnet 33 connected to the spool 28, spring-loaded 34, and has working windows 35,36, 37, 38, 39 and 40. The channel 41 is made in the spool 28, communicating between the inter-piston cavities 29 and 30, and the bore 42 is made. In the bore 42 with a radial clearance, a cylindrical protrusion 43 with a hole 44 made th inside the housing of the pulse spool 19.

Элементы защиты 20 и 21 содержат золотники 45, 46, подпружиненные пружинами 47, 48 с межпоршеньковыми полостями 49, 50 и имеют рабочие окна 51, 52 и 53, 54. Торцевые камеры 55, 56 подключены к линиям 57, 58 импульсного масла системы защиты турбины.Protection elements 20 and 21 contain spools 45, 46, spring-loaded springs 47, 48 with inter-piston cavities 49, 50 and have working windows 51, 52 and 53, 54. End chambers 55, 56 are connected to turbine protection system pulse oil lines 57, 58 .

Клапан подрыва вакуума содержит поршень 59, на штоке которого подвешена тарелка 60. Рабочая поверхность тарелки 60 притерта к рабочей поверхности седла 61. Поршень 59 подпружинен пружиной 62. В сборе с корпусом 63 он образует камеры 64 и 65. Камера 66 сообщена окнами с атмосферой. Устройство подключено к источнику масла высокого давления маслопроводом 67. Составные части устройства соединены между собой маслопроводами 68, 69, 70, 71, 72, 73.The vacuum detonating valve comprises a piston 59, on the stem of which a plate 60 is suspended. The working surface of the plate 60 is rubbed against the working surface of the seat 61. The piston 59 is spring-loaded with a spring 62. In combination with the body 63, it forms chambers 64 and 65. The chamber 66 is connected with atmospheric windows. The device is connected to a high pressure oil source by an oil line 67. The components of the device are interconnected by oil lines 68, 69, 70, 71, 72, 73.

Маслопровод 74 подключен к маслобаку турбины. Между корпусом управляющего золотника 18 и торцем золотника 22 имеется зазор 75, определяющий ход золотника 22.Oil line 74 is connected to the turbine oil tank. Between the housing of the control valve 18 and the end of the valve 22 there is a gap 75 that determines the stroke of the valve 22.

На фиг.2: золотник 28 импульсного золотника 19 изображен в промежуточном положении, которое он занимает (проходит) под действием электромагнита 33. В этом положении торец золотника 28 выведен из кольцевой проточки 76 и находится на уровне цилиндрического выступа 43. При этом окна 36 и 40 перекрыты поршеньками золотника 28, окно 39 совмещено с межпоршеньковой полостью 31, окна 37 и 38 - закрыты. Золотник 22 управляющего золотника 18 находится в своем исходном положении.Figure 2: the spool 28 of the pulse spool 19 is shown in the intermediate position, which it occupies (passes) under the action of the electromagnet 33. In this position, the end face of the spool 28 is removed from the annular groove 76 and is at the level of the cylindrical protrusion 43. In this case, the windows 36 and 40 are blocked by piston spools 28, window 39 is aligned with inter-piston cavity 31, windows 37 and 38 are closed. The spool 22 of the control spool 18 is in its original position.

На фиг.3: золотник 28 импульсного золотника 19 занимает под действием электромагнита 33 свое второе крайнее положение. Торец золотника 28 удален от торца цилиндрического выступа 43. Кольцевая проточка 76 заполнена маслом до уровня торца цилиндрического выступа 43. Пространство между уровнем масла в проточке 76 и торцем золотника 28 сообщено через отверстие 44 с атмосферой маслобака.Figure 3: the spool 28 of the pulse spool 19 is under the action of the electromagnet 33 its second extreme position. The end face of the spool 28 is removed from the end of the cylindrical protrusion 43. The annular groove 76 is filled with oil to the level of the end of the cylindrical protrusion 43. The space between the oil level in the groove 76 and the end of the spool 28 is communicated through the opening 44 with the atmosphere of the oil tank.

При этом положении золотника 28 окна 36 и 40 по-прежнему закрыты, окно 37 сообщено с межпоршеньковой полостью 30 и окно 38 - открыто и сообщено через межпоршеньковую полость 31 с окном 39. Золотник 22 управляющего золотника 18 находится в своем втором крайнем положении, при котором окно 25 открыто и окно 27 - закрыто.At this position of the spool 28, the windows 36 and 40 are still closed, the window 37 is communicated with the inter-piston cavity 30 and the window 38 is open and communicated through the inter-piston cavity 31 with the window 39. The spool 22 of the control spool 18 is in its second extreme position, in which window 25 is open and window 27 is closed.

Устройство защиты паровой турбины работает следующим образом.The protection device of a steam turbine operates as follows.

На чертеже фиг.1 устройство изображено в рабочем положении. Масло высокого давления подведено от источника масла по маслопроводу 67 и межпоршеньковую полость 23 в камеру 64 клапана 6 подрыва вакуума, а также через межпоршеньковые полости 49, 50 элементов 20, 21 защиты турбины - к гидравлическому (быстрозапорному) приводу 15 стопорного клапана 14. При этом клапан 14 открыт и свежий пар по паропроводам 16 и 17 поступает в турбину. Отработавший пар из выхлопного патрубка 2 турбины поступает в паровое пространство конденсатора 1, в которое за счет перепада атмосферного давления и давления в конденсаторе по трубопроводу 10 поступает через форсунку 9 охлаждающая вода. Электронасос 12 по трубопроводу 13 откачивает конденсат 11 в градирню, из которой сливается в бассейн, замыкая круг циркуляции охлаждающей воды.In the drawing of figure 1, the device is depicted in the operating position. High-pressure oil is connected from the oil source through the oil line 67 and the inter-piston cavity 23 into the chamber 64 of the vacuum blow-off valve 6, and also through the inter-piston cavities 49, 50 of the turbine protection elements 20, 21 to the hydraulic (quick-locking) actuator 15 of the shut-off valve 14. the valve 14 is open and fresh steam flows through the steam lines 16 and 17 into the turbine. The exhaust steam from the exhaust pipe 2 of the turbine enters the steam space of the condenser 1, into which, due to the difference in atmospheric pressure and the pressure in the condenser, pipe 10 enters cooling water through the nozzle 9. The electric pump 12 through the pipe 13 pumps the condensate 11 into the cooling tower, from which it is discharged into the pool, closing the circle of cooling water circulation.

Торцевая камера 24 управляющего золотника 18 сообщена по маслопроводу 69 через окно 40 и межпоршеньковую полость 32 с воздушным пространством маслобака турбины.The end chamber 24 of the control valve 18 is connected via an oil line 69 through a window 40 and an inter-piston cavity 32 with the air space of the turbine oil tank.

При отклонении технологических параметров турбины (частота вращения, давление масла системы смазки и др.) соответствующие датчики формируют сигналы (падение давления импульсного масла 57 или 58) на один из элементов защиты (47 или 48). Элементы 47 и 48 действуют одинаково: например, если датчики резко понизили давление импульсного масла 57, то золотник 45 переместится под действием пружины так, что поршеньки золотника 45 перекроют окно 51 и откроют окно 52. В результате подвод масла высокого давления будет отсечен и привод 15 соединен через окно 52 со сливом масла в маслобак турбины. Стопорный клапан 14 закроется и прекратит подачу свежего пара в турбину. Вакуум в конденсаторе 1 при этом сохранится, насос 12 будет продолжать работать.If the technological parameters of the turbine deviate (speed, oil pressure of the lubrication system, etc.), the corresponding sensors generate signals (pressure drop of the pulse oil 57 or 58) to one of the protection elements (47 or 48). Elements 47 and 48 act in the same way: for example, if the sensors sharply reduced the pressure of the pulse oil 57, then the spool 45 moves under the action of the spring so that the pistons of the spool 45 block the window 51 and open the window 52. As a result, the high pressure oil supply will be cut off and the actuator 15 connected through window 52 to drain the oil in the turbine oil tank. The check valve 14 closes and stops the supply of fresh steam to the turbine. The vacuum in the condenser 1 will remain, while the pump 12 will continue to work.

При аварийном останове электронасоса 12 уровень конденсата 11 в конденсаторе 1 растет за счет самовсасывания охлаждающей воды из бассейна и мог бы достичь облопачивания последней ступени 4. Однако по мере повышения уровня конденсата 11 всплывает поплавок 8 и он через рычажную передачу 7 переместит золотник 22 так, что его поршеньки перекроют окно 27 и откроют окно 25. При этом будет прекращен подвод в привод 15 масла высокого давления и открыт через окна 25, 26, 35, межпоршеньковую полость 29 и окно 36 слив масла из привода 15, а также из камеры 64 в маслобак турбины. В результате стопорный клапан 14 закроется и отсечет подачу свежего пара в турбину, а тарелка 60 клапана 6 подрыва вакуума под действием пружины 62 откроется и соединит паровое пространство конденсатора 1 через камеру 66 и седло 61 с атмосферой. Произойдет подрыв вакуума в конденсаторе 1 и охлаждающая вода перестанет поступать из бассейна в конденсатор. После снижения уровня конденсата поплавок 8 переместится под действием силы тяжести и переместит золотник 22 управляющего золотника 18 в исходное положение. При этом будет перекрыто окно 25 слива масла в маслобак и открыто окно 27. Масло высокого давления поступит в камеру 64, сожмет пружину 62 и плотно прижмет тарелку 60 к седлу 61. Паровое пространство конденсатора 1 будет разобщено с окружающей атмосферой. С этого момента можно восстанавливать вакуум в конденсаторе 1. Вновь охлаждающая вода через форсунку 9 будет поступать в конденсатор 1 и, следовательно, электронасос 12 должен быть включен в работу. Масло высокого давления поступит также в привод 15, что позволит взвести стопорный клапан 14.In case of emergency stop of the electric pump 12, the level of condensate 11 in the condenser 1 increases due to self-absorption of cooling water from the pool and could reach the last stage 4. However, as the level of condensate 11 increases, the float 8 pops up and it moves the spool 22 through the lever gear 7 so that its pistons will close window 27 and open window 25. In this case, the supply of high-pressure oil to the drive 15 will be stopped and the inter-piston cavity 29 and the window 36 will drain the oil from the drive 15 and from the chamber 64 to the oil tank through the windows 25, 26, 35turbines. As a result, the stop valve 14 closes and cuts off the supply of fresh steam to the turbine, and the plate 60 of the valve 6 for undermining the vacuum under the action of the spring 62 opens and connects the vapor space of the condenser 1 through the chamber 66 and the seat 61 with the atmosphere. The vacuum in the condenser 1 will be undermined and the cooling water will cease to flow from the pool to the condenser. After reducing the level of condensate, the float 8 will move under the action of gravity and move the spool 22 of the control spool 18 to its original position. In this case, the window 25 for draining the oil into the oil tank will be closed and the window 27 will be opened. The high-pressure oil will enter the chamber 64, compress the spring 62 and firmly press the plate 60 to the seat 61. The vapor space of the condenser 1 will be disconnected from the surrounding atmosphere. From this moment, you can restore the vacuum in the condenser 1. Once again, cooling water through the nozzle 9 will flow into the condenser 1 and, therefore, the electric pump 12 must be included in the work. High pressure oil will also enter the actuator 15, which will allow cocking the check valve 14.

Защита турбины по уровню конденсата в конденсаторе 1 является весьма ответственной. Для поддержания высокой степени надежности защиты необходимо периодически расхаживать ее элементы. Для этой цели предназначен импульсный золотник 19. Он работает следующим образом.Protection of the turbine in terms of condensate level in the condenser 1 is very responsible. To maintain a high degree of protection reliability, it is necessary to periodically pace its elements. For this purpose, an impulse spool 19 is designed. It works as follows.

Для расхаживания золотника 22 и рычажной передачи 7 с поплавком 8 на работающей турбине подают электрический сигнал на электромагнит 33. Электромагнит 33 сжимает пружину 34, перемещая золотник 28 в его второе крайнее положение.To walk the spool 22 and the linkage 7 with the float 8 on an operating turbine, an electrical signal is supplied to the electromagnet 33. The electromagnet 33 compresses the spring 34, moving the spool 28 to its second extreme position.

На первом этапе движения, когда торец золотника 28 перемещается в пределах кольцевой проточки 76, в последней создается разряжение и она заполняется через радиальный зазор между отверстием 42 и выступом 43 воздухом (из отверстия 42, сообщенного с атмосферой маслобака турбины). Перепад давлений воздуха на торцы золотника 28 уменьшает скорость движения золотника 28. В промежуточном по ходу положении золотника 28, изображенном на чертеже фиг.2, окна 36, 37, 38 и 40 перекрыты его поршеньками, торцевая камера 24 отсечена от масла высокого давления и от слива в маслобак турбины и поэтому золотник 22 занимает свое прежнее исходное (рабочее) положение. При этом плоскости торцев золотника 28 и цилиндрического выступа 43 находятся на одном уровне. Начиная с этого промежуточного положения, дальнейшее перемещение золотника 28 в положение, изображенное на чертеже фиг.3, происходит без перепада давлений воздуха на торцы золотника 28 с максимальной скоростью, определяемой разностью сил электромагнита 33 и пружины 34. В положении, изображенном на чертеже фиг.3, масло высокого давления через окна 38, 39 поступает в камеру 24 и перемещает золотник 22 с рычажной передачей 7 и поплавком 8 в его второе крайнее положение, при котором окно 27 закрыто и окно 25 - открыто. При этом при движении золотника 22 его поршеньки вначале закрывают окно 27 и лишь затем открывают окно 25, благодаря чему исключается провал давления масла в маслопроводе 71 и срабатывание защиты турбины.At the first stage of movement, when the end face of the spool 28 moves within the annular groove 76, a vacuum is created in the latter and it is filled through the radial gap between the hole 42 and the protrusion 43 with air (from the hole 42 in communication with the atmosphere of the turbine oil tank). The difference in air pressure at the ends of the spool 28 reduces the speed of the spool 28. In the intermediate position along the spool 28, shown in the drawing of figure 2, the windows 36, 37, 38 and 40 are blocked by its pistons, the end chamber 24 is cut off from high pressure oil and from discharge into the oil tank of the turbine and therefore the spool 22 takes its previous initial (working) position. The planes of the ends of the spool 28 and the cylindrical protrusion 43 are at the same level. Starting from this intermediate position, the further movement of the spool 28 to the position shown in the drawing of FIG. 3 occurs without an air pressure drop across the ends of the spool 28 with a maximum speed determined by the difference between the forces of the electromagnet 33 and the spring 34. In the position depicted in the drawing of FIG. 3, high pressure oil through the windows 38, 39 enters the chamber 24 and moves the spool 22 with the lever gear 7 and the float 8 to its second extreme position, in which the window 27 is closed and the window 25 is open. In this case, when the slide valve 22 moves, its pistons first close the window 27 and only then open the window 25, thereby eliminating the failure of the oil pressure in the oil pipe 71 and the operation of the turbine protection.

Электромагнит 33 удерживает золотник 28 во втором крайнем положении в течение некоторого промежутка времени, определяемого длительностью действия электрического сигнала. За это время масло высокого давления из маслопровода 69 протекает через окно 40 и зазор между поршеньком золотника 28 и расточкой корпуса импульсного золотника 19 в кольцевую проточку 76 и заполняет ее маслом. В дальнейшем протечки масла переливаются через выступ 43 в маслобак турбины. После снятия электрического сигнала электромагнит 33 выключается и золотник 28 под действием пружины 34 начинает перемещаться в свое первоначальное (рабочее) положение, причем первую часть пути (до положения, изображенного на чертеже фиг.2) он проходит с максимальной скоростью, определяемой силой натяжения пружины 34. Поскольку при этом поршеньки золотника 28 перекрывают окна 37 и 40, отсекая камеру 24, заполненную маслом, от источника масла высокого давления и от слива в маслобак турбины, то золотник 22 находится в положении, изображенном на чертеже фиг.3.The electromagnet 33 holds the spool 28 in the second extreme position for a certain period of time, determined by the duration of the electrical signal. During this time, high-pressure oil from the oil line 69 flows through the window 40 and the gap between the piston of the spool 28 and the bore of the housing of the pulse spool 19 into the annular groove 76 and fills it with oil. In the future, oil leaks are poured through the protrusion 43 into the turbine oil tank. After removing the electrical signal, the electromagnet 33 is turned off and the spool 28 under the action of the spring 34 starts to move to its original (working) position, and the first part of the path (to the position shown in the drawing of figure 2) it passes with a maximum speed determined by the tension force of the spring 34 Since in this case the pistons of the spool 28 block the windows 37 and 40, cutting off the oil filled chamber 24 from the high pressure oil source and from the drain into the turbine oil tank, the spool 22 is in the position shown in the drawing e 3.

Начиная с этого момента, для продолжения движения золотника 28 в его исходное (рабочее) положение пружина 34 должна обеспечить выдавливание масла, находящегося в кольцевой проточке 76 в маслобак турбины через радиальный зазор между выступом 43 и отверстием 42. В результате скорость перемещения золотника 28 существенно замедляется. При этом открывается окно 40, камера 24 управляющего золотника 18 сообщается с маслобаком турбины и сила тяжести поплавка 8 перемещает золотник 22 в исходное (рабочее) положение, перекрывая окно 25 и открывая окно 27. По окончании процесса расхаживания на работающей турбине золотник 22 с рычажной передачей 7 и поплавком 8 принимают исходное (рабочее) положение, изображенное на чертеже фиг.1, и устройство защиты паровой турбины вновь готово выполнять свои защитные функции в полном объеме.Starting from this moment, to continue the movement of the spool 28 to its initial (working) position, the spring 34 must ensure the extrusion of oil located in the annular groove 76 into the turbine oil tank through the radial clearance between the protrusion 43 and the hole 42. As a result, the movement speed of the spool 28 is significantly slowed down . This opens the window 40, the camera 24 of the control spool 18 communicates with the oil tank of the turbine and the gravity of the float 8 moves the spool 22 to its original (working) position, blocking the window 25 and opening the window 27. At the end of the process of walking around the working turbine, the spool 22 with lever transmission 7 and the float 8 assume the initial (operating) position shown in the drawing of FIG. 1, and the steam turbine protection device is again ready to perform its protective functions in full.

Расхаживание управляющего золотника 18 можно осуществлять аналогичным образом также и на остановленной турбине.Walking control spool 18 can be carried out in a similar manner also on a stopped turbine.

ЛитератураLiterature

[1] Паровые турбины малой мощности КТЗ. / Под ред. В.И.Кирюхина. - М.: Энергоиздат, 1987, с.134, рис.7.1.[1] Steam turbines of low power KTZ. / Ed. V.I. Kiryukhina. - M.: Energoizdat, 1987, p. 134, Fig. 7.1.

[2] Патент №2174180, 27.09.2001, F 01 D 21/02.[2] Patent No. 2174180, 09/27/2001, F 01 D 21/02.

Claims (1)

Устройство защиты паровой турбины, содержащее стопорный клапан, клапан подрыва вакуума в конденсаторе, элементы защиты турбины по предельным отклонениям технологических параметров, межпоршеньковые полости золотников которых подключены к маслобаку, и поплавковое гидравлическое реле уровня конденсата в конденсаторе с управляющим золотником, через межпоршеньковые полости которых привод стопорного клапана последовательно подключен к источнику масла высокого давления, к которому через межпоршеньковую полость управляющего золотника подключен также привод клапана подрыва вакуума, и импульсный золотник, через первую межпоршеньковую полость которого межпоршеньковая полость управляющего золотника сообщена с маслобаком, а его вторая межпоршеньковая полость подключена к источнику масла высокого давления и к торцевой камере управляющего золотника, которая сообщена с маслобаком через торцевую камеру импульсного золотника, отличающееся тем, что межпоршеньковая полость управляющего золотника подключена также к первой межпоршеньковой полости импульсного золотника, которая сообщена с его второй межпоршеньковой полостью, причем импульсный золотник снабжен гидравлическим демпфером, для чего в золотнике выполнена расточка и в корпусе импульсного золотника выполнен цилиндрический выступ, образующий в корпусе кольцевую проточку, входящий с радиальным зазором в расточку золотника.A steam turbine protection device containing a stop valve, a vacuum detonating valve in the condenser, turbine protection elements according to the maximum deviations of the technological parameters, the inter-piston cavities of the spools are connected to the oil tank, and the hydraulic float condensate level switch in the condenser with the control spool, through the inter-piston cavities of which the stop valve is driven the valve is connected in series to a high-pressure oil source, to which through the inter-piston cavity of the control valve The actuator of the vacuum detonating valve is also connected, and an impulse valve, through the first inter-piston cavity of which the inter-piston cavity of the control valve is connected to the oil tank, and its second inter-piston cavity is connected to the high pressure oil source and to the end chamber of the control valve, which is connected to the oil tank through the end chamber of the pulse spool, characterized in that the inter-piston cavity of the control spool is also connected to the first inter-piston cavity of the pulse spool, cat paradise communicates with its second mezhporshenkovoy cavity, wherein the pulse valve is provided with a hydraulic damper, which is formed in the slide valve bore and a spool housing pulsed formed a cylindrical protrusion forming an annular groove in the housing and belongs with radial clearance into the bore of the spool.
RU2002114838/06A 2002-06-06 2002-06-06 Steam turbine protection device RU2227212C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002114838/06A RU2227212C2 (en) 2002-06-06 2002-06-06 Steam turbine protection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002114838/06A RU2227212C2 (en) 2002-06-06 2002-06-06 Steam turbine protection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002114838A RU2002114838A (en) 2003-12-10
RU2227212C2 true RU2227212C2 (en) 2004-04-20

Family

ID=32465133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002114838/06A RU2227212C2 (en) 2002-06-06 2002-06-06 Steam turbine protection device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2227212C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533256C1 (en) * 2013-12-11 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Комдиагностика" Device with electric drive of control valves for steam turbine protection at mounting on rocker-type mechanism
RU2714024C1 (en) * 2019-07-23 2020-02-11 Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро "АВТОМАТИКА" (ООО "КБ "АВТОМАТИКА") Method of checking production equipment protection system and device for its implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Паровые турбины малой мощности КТЗ./Под редакцией КИРЮХИНА В.И. - М.: Энергоиздат, 1987, с.134, рис.7.1. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533256C1 (en) * 2013-12-11 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Комдиагностика" Device with electric drive of control valves for steam turbine protection at mounting on rocker-type mechanism
RU2714024C1 (en) * 2019-07-23 2020-02-11 Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро "АВТОМАТИКА" (ООО "КБ "АВТОМАТИКА") Method of checking production equipment protection system and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104481934B (en) Fail-safe actuation system
CN101198772B (en) Variable valve actuator
US20090041588A1 (en) Active valve system for positive displacement pump
RU2328588C2 (en) Borehole fluid pumping system (variants) and process of borehole fluid pumping
RU2050449C1 (en) Device for starting free-piston engine by hydraulic system
US6672403B2 (en) Method and apparatus for protecting a fluid-operated percussion device against no-load strokes
JP5885308B2 (en) Hydraulic control system
RU2227212C2 (en) Steam turbine protection device
JP2007303387A (en) Speed governor for hydraulic machine
RU2174180C1 (en) Steam turbine protection device
JP3916840B2 (en) Vibration control device
JPS6153555B2 (en)
KR920000340B1 (en) Fail-safe system for a reversible pump-turbine apparatus
RU2174608C1 (en) Control scheme for automatic flap gate of steam- turbine shutoff valve
US7175394B2 (en) Hydraulic multiphase pump
RU2177064C2 (en) Turbine protective device
RU13668U1 (en) STEAM TURBINE STEAM TURBINE AUTOMATIC SHUTTER CONTROL DIAGRAM
JP2006170125A (en) Hydraulic motor
RU2243420C2 (en) Hydraulic system for launcher
SU1691573A1 (en) Hydraulic regulator of wind-driven electric plant
RU2220334C1 (en) Hydraulic drive
SU1571305A1 (en) Cooling system of power plant condenser
KR100622866B1 (en) Hydraulic system in pile driving hammer
RU2070636C1 (en) Device for protecting turbine
KR200319600Y1 (en) The auxiliary power plant for shutter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050607