SU1288323A1

SU1288323A1 - Method of controlling turbine at load drop

Info

Publication number: SU1288323A1
Application number: SU853958536A
Authority: SU
Inventors: Николай Юрьевич Козлов; Виктор Филиппович Кравцов
Original assignee: Предприятие П/Я А-3903
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1987-02-07

Abstract

Изобретение относитс к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации процесса регулировани турбины на атомных электростанци х . Целью изобретени вл етс повышение надежности турбины путем снижени уровн повышени скорости вращени ротора (СВР) выше номинальной и исключени снижени СВР ниже Номинальной. Регулирование производитс подачей на электрогидравлический , преобразователь 5, подключенный через отсечной золотник к сервомотору регулирующих клапанов 9, . максимального сигнала при отключении генератора от сети. Этот сигнал мен етс форсирующим сигналом, снимаемым при снижении СВР до номинального уровн по сигналу с арифметико- логического устройства САПУ) 1. Затем ведетс процесс стабилизации СВР до тех пор, пока при формировании на вход электрогидравлического преобразовател 5 промежуточного сигнала частота вращени ротора после открыти отсечных клапанов не окажетс ниже уставки предельного уровн . В процессе регулировани турбины используетс промежуточный сигнал дл управлени отсечными клапанами при закрытых регулирующих клапанах. Определ етс момент окончани повторных забросов СВР при по влении отрицательного значени производной частоты вращени , определ емого АЛУ 1. -По достижении производной частоты вращени ниже номинальной АЛУ I отключает промежуточ- ньй сигнал. Затем оно формирует и подает пропорционально-интегральный сигнал, начальное значение которого равно значению, необходимому дл открыти регулирующих клапанов на уровне холостого хода. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. с « (Л to 00 00 СО N5 00 фиг./The invention relates to a power system and can be used to automate the process of regulating a turbine in nuclear power plants. The aim of the invention is to increase the reliability of the turbine by reducing the level of increase of the rotor speed (CVP) above the nominal and eliminate the reduction of the SVR below the nominal. The regulation is made by applying to the electro-hydraulic converter 5, connected through a shut-off valve to the servomotor of the control valves 9,. maximum signal when disconnecting the generator from the network. This signal is changed by a boost signal removed when the SVR is reduced to the nominal level of the signal from the arithmetic logic unit SAPA) 1. Then, the SVR is stabilized until the formation of the intermediate signal at the input of the electro-hydraulic converter 5 causes the rotor to rotate the valves will not be below the set limit value. In the turbine control process, an intermediate signal is used to control the shut-off valves with the control valves closed. The moment of termination of the repeated throws of the CBP is determined when a negative value of the derivative of the rotational speed determined by ALU 1 appears. Upon reaching the derivative of the rotation frequency below the nominal ALU I, the intermediate signal is turned off. It then forms and delivers a proportional-integral signal, the initial value of which is equal to the value required to open the control valves at idle level. 2 hp f-ly, 2 ill. with "(L to 00 00 WITH N5 00 of FIG. /

Description

1one

Изобретение относитс к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации регулировани турбин при сбросах нагрузки, например, на электростанци х.The invention relates to a power system and can be used to automate the regulation of turbines during load shedding, for example, at power plants.

Цель изобретени - повышение надежности турбины путем снижени уровн первого и повторных забросов частоты вращени и исключени снижени частоты ниже номинального уровн .The purpose of the invention is to increase the reliability of the turbine by reducing the level of the first and repeated overshooting of the rotational frequency and eliminating the reduction in frequency below the nominal level.

На фиг. 1 приведена схема реализации способа; на фиг. 2 - диаграммы изменени характерных параметров после сброса нагрузки.FIG. 1 shows a scheme for implementing the method; in fig. 2 - diagrams of change of characteristic parameters after load shedding.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) 1, выполненное, например, на базе микроэвм, анализирующее сигнал по частоте вращени ротора от датчика 2 угловой скорости и состо ние выключател 3 генератора, формирует и подключает через цифроаналоговый преобразователь ( ЦАП) 4 к электро- Гидравлическому преобразователю (ЭГП) 5 электрические сигналы: форсирующий сигнал, промежуточньй сигнал, пропорционально-интегральный сигнал регул тора скорости, а через формирователь максимального сигнала 6 подключает максимальный сигнал. Выход ЭГП 5 подключен к входу отсечного золотника 7, который через сервомотор 8 упрашл ет регулирующими клапанами 9j расположенными перед цилинд10An arithmetic logic unit (ALU) 1, performed, for example, on a microcomputer base, analyzes the rotor frequency signal from the angular velocity sensor 2 and the state of the generator switch 3, generates and connects it to an electro-hydraulic converter via a digital-to-analog converter (DAC) 4 (EGP) 5 electrical signals: forcing signal, intermediate signal, proportional-integral signal of the speed controller, and through the driver of the maximum signal 6 connects the maximum signal. The output of the EGP 5 is connected to the inlet of the shut-off spool 7, which, through the servomotor 8, calls for regulating valves 9j located in front of the cylinder 10

1288323 21288323 2

времени Т1 АЛУ 1 отключает максимальный сигнал и через ЦАП 4 подключает форсирующий сигнал. АЛУ 1 анализирует частоту вращени ротора и при достижении ею номинального уровн отключает форсирующий сигнал, а вместо него формирует промежуточный сигнал и одновременно начинает отсчет интервала времени Т2, выбранного с расчетом гарантированного открыти отсечных клапанов (T2S Т , где посто нна времени открыти отсечных клапанов), по истечении которого начинает вычисл ть производную частоты вращени и анализировать ее знак. Параллельно АЛУ 1 про- изводит сравнение частоты с уставкой предельного уровн и при превьщхении этой уставки в результате протекани пара, аккумулированного в СПИ 14, через последние ступени 15 турбины при открытии отсечных клапанов 3 снимает сигнал промежуточный „„Time T1 ALU 1 disables the maximum signal and connects the forcing signal through the DAC 4. ALU 1 analyzes the rotor speed and, when it reaches the nominal level, turns off the boost signal and instead generates an intermediate signal and simultaneously starts counting the time interval T2 selected with the calculation of guaranteed opening of shut-off valves (T2S T, where the time of opening of shut-off valves is constant), after which it begins to calculate the derivative of the rotational speed and analyze its sign. In parallel, ALU 1 compares the frequency with the setpoint of the limit level and when this setpoint is exceeded as a result of steam accumulated in PSI 14, through the last stages of the turbine 15, when the shut-off valves 3 are opened, the intermediate signal „„

1515

2020

2525

30thirty

формирует форсирующий сигнал и прекращает отсчет интервала времени 12, Процесс стабилизации в дальнейшем ведетс по указанной схеме до тех пор, пока при формировании на вход ЭГП 5 промежуточного сигнала частота вращени ротора, после открыти отсечных клапанов, не окажетс ниже уставки предельного уровн . При этом по истечении интервала времени Т2 с момента подачи промежуточногоgenerates a boost signal and stops counting the time interval 12. The stabilization process is further carried out according to the specified scheme until, when the intermediate signal is formed at the EGP 5 input, the rotor speed, after opening the shut-off valves, will not be lower than the set limit value. At the same time after the expiration of the time interval T2 from the moment of filing the intermediate

ром 10 высокого давлени турбины. От- 35 сигнала АЛУ 1 начинает производитьrum 10 high pressure turbines. From 35 ALU 1 signal begins to produce

сечной золотник 7 соединен с пороговым элементом 11, который через сер- вом отор 12 управл ет отсечными клапанами 13, распрложенными между сепаратором-пароперегревателем (СПП) 14 и последними ступен ми 15 турбиныthe split spool 7 is connected to a threshold element 11, which through the core trough 12 controls the shut-off valves 13 arranged between the separator-superheater (SPP) 14 and the last stages 15 of the turbine

Способ регулировани турбины при сбросе нагрузки реализуетс следующим образом.The method of controlling the turbine during load shedding is implemented as follows.

При отключении выключател 3 генератора от сети АЛУ I подключает к. ЭГП 5 через формирователь 6 макси- мальный сигнал дл закрыти регулирующих клапанов 9 и отсечных клапанов 13 с максимальной скоростью и одновременно начинает отсчет интервала времени Т1, выбранного с расчетом гарантированного закрыти регулирующих и отсечных клапанов (Xli Т,р + TjQ, где Т, посто нна времени закрыти регулирующих клапанов; посто нна времени закрыти отсечных клапанов). По истечении интервалаWhen the generator switch 3 is disconnected from the ALU I network, it connects to the EGP 5 through the shaper 6 a maximum signal for closing the control valves 9 and the shut-off valves 13 with the maximum speed and at the same time starts counting the time interval T1 selected with the calculation of guaranteed closing of the control and shut-off valves (Xli T, p + TjQ, where T, is the time of closing the control valves; the time of closing of the shut-off valves). After the interval

00

5five

00

сравнение частоты вращени с уставкой номинального уровн и вычисл ть производную частоты вращени ротара. Если по истечении .интервала Т2 совпадают ус-лови : подаетс промежуточный сигнал, частота не превьшает номинальный уровень и производна частоты отрицательна, характеризующие монотонное снижение частоты вращени -ниже номинального уровн при закрытых регулирующих и открытых отсечных клапанах, АЛУ 1 отключает промежуточный сигнал, формирует и подает пропорционально-интегральный сигнал с начальным значением интегральной составл ющей, по величине равной экспериментально определенному дл данной турбины сигналу, необходимому дл открыти регулирующих клапанов на уровне удержани турбины на холостом ходу, переход к регулированию турбины с помощью регул тора скорости за счет подвода к турбине свежего пара.comparing the rotational speed with the setpoint of the nominal level and calculate the derivative of the rotational speed of the rotor. If at the end of the T2 interval the conditions coincide: an intermediate signal is given, the frequency does not exceed the nominal level and the derivative frequency is negative, characterizing a monotonic decrease in the rotation frequency — lower than the nominal level with closed control and open shut-off valves, ALU 1 turns off the intermediate signal, forms and delivers a proportional-integral signal with an initial value of the integral component, the value equal to the signal experimentally determined for a given turbine, necessary for opening the control valves at the level of turbine retention at idle, switching to regulating the turbine using a speed regulator by supplying fresh steam to the turbine.

На фиг. 2 показаны временные диаграммы изменени частоты вращени f ротора(график А), сигналов регулировани (график Б), положени (5 отсечного золотника (график В), положени и сервомотора регулирующих клапанов (график Г), положени h отсечных клапанов (график Д) при использовании предлагаемого способа Начало отсчета времени - с момента отключени выключател генератора о сети. На диаграммах обозначены Гпред предельный уровень частоты; fnow номинальный уровень частоты; 7 рс пропорционально-интегральный сигнал регул тора скорости, f „р, - промежуточный сигнал; ajopc Форсирующий сигнал; д р- максимальный сигнал; (р пороговое значение положени отсечного золотника; Т1 и Т2 - интервалы времени; - посто нна времени закрыти регулируюпщх кла панов; Тд и Т, - посто нные времени открыти и закрыти отсечнь1х клапанов.FIG. 2 shows time diagrams of the change in the rotational speed f of the rotor (graph A), control signals (graph B), position (5 shut-off spool (graph C), position and servomotor of control valves (graph D), position h of the shut-off valves (graph D) at Using the proposed method, the beginning of the timing is from the moment the generator is turned off on the network.The diagrams indicate the frequency limit limit; fnow the nominal frequency level; 7 pc proportional-integral signal of the speed regulator, f "p, - intermediate signal; ajopc Forcing signal; d p - maximum signal; (p threshold value of the shut-off valve; T1 and T2 - time intervals; - constant closing time of regulating valves; TD and T, - constant opening and closing time of cut-off valves .

При реализации предлагаемого способа повышаетс надежность турбины благодар снижению амплитуды и коли- чества повторных забросов частоты вращени ротора, уменьшению числа дополнительных закрытий отсечных клапанов , сокращению времени рабрты сепа- р.атора-пароперегревател с повышен- давлением пара, что достигаетс введением промежуточного сигнала на начальном этапе стабилизации частоты вращени . Одновременно решаетс задача точного определени момента пре- кращени повторных забросов частоты вращени ротора, что позвол ет своевременно перейти к регулированию турбины путем подачи на регулирующие клапаны управл ющих воздействий по ТГ-закону регулировани , и уменьшаетс врем подготовки турбины дл синхронизации с энергосетью путем исключени подвода свежего пара к турбине на начальном этапе регулироваWhen implementing the proposed method, the turbine reliability is improved due to a decrease in the amplitude and number of repeated casts of the rotor rotation frequency, a decrease in the number of additional shut-off valve closures, a reduction in the operating time of the steam superheater separator with steam increase, which is achieved by introducing an intermediate signal at the initial stage of stabilization of rotational speed. At the same time, the problem of accurately determining the instant of stopping the repeated rotations of the rotor speed is solved, which allows for a timely transition to turbine regulation by applying control actions to the control valves according to the TG law of regulation, and the preparation time of the turbine for synchronization with the grid by eliminating fresh supply is reduced steam to turbine initially regulated

ни и путем подачи сигнала If -регул тора с начальным значением интегральной составл ющей, равной по величине сигналу, необходимому дл открыти регулирующих клапанов на уровне удержани турбины на холостом ходу , исключающем снижение чаЪтоты ниже номинальной на конечном этапе регулировани .Nor by sending a If-regulator signal with an initial value of the integral component equal in size to the signal necessary to open the control valves at the level of turbine retention at idle, eliminating a reduction in frequency below the nominal control stage.

OO

5five

00

д Q q q

Claims

1. Method of adjusting the turbine during load shedding by feeding through an electro-hydraulic converter and a shut-off valve to the servomotor of control valves, a maximum signal when the generator is disconnected from the network, replacing it with a boost signal that turns off when the rotor speed decreases to its nominal level, stabilizing the frequency at this level proportional-integral signal with the initial value of the integral component, removing the proportional-integral signal and activating the forced signal ala when the frequency reaches the limiting values and closes (opens) the shut-off valves after the separator-superheater when the shut-off spool is below (above) the threshold value, characterized in that, in order to 5 increase the reliability of the turbine by reducing the level of repeated frequency casts rotation and exclusion of frequency reduction below the nominal level, additionally form an intermediate signal, the value of which is determined by the corresponding opening of the shut-off valves without opening the control valves and which It is supplied through an electro-hydraulic converter after the forcing signal is turned off; the time of the repeated frequency casts and stops is determined. the stabilization of the frequency at the nominal level by a proportional-integral signal is carried out after this moment, and up to that point the stabilization is carried out by alternately feeding the forcing and intermediate signals.

2. Method POP.1, differing from that with the fact that the moment of the termination of repeated frequency casts is determined after the intermediate signal has been applied, due to the fact that a negative value of the derived rotational frequency does not appear when the value of the frequency exceeds the nominal level.

3. Method according to Clauses I and 2, which is based on the fact that the initial value of the integral component is formed equal to the value of the signal necessary to open the control valves at idle.

five

0

five

Editor A, Kozoriz

Compiled by A. Kalashnikov Tehred L. Serdyukova Proofreader N. Korol

Order 7783 / 2.9 Circulation 482 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries, 11.3035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4