SU714026A1

SU714026A1 - Electro-hydraulic control system for ship steam-turbine plant

Info

Publication number: SU714026A1
Application number: SU762375930A
Authority: SU
Inventors: Михаил Алексеевич Воскресенский; Владимир Александрович Гулый; Борис Иванович Есин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1125
Priority date: 1976-06-28
Filing date: 1976-06-28
Publication date: 1980-02-05

Description

(54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СУДОВОЙ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ(54) ELECTRO-HYDRAULIC REGULATORY SYSTEM FOR SHIP'S PARO TURBINE INSTALLATION

1 -- - Изобретение относитс к теплоэне гетике и может быть использовано пр управлении судовыми паровыми турбинами . Известны электрогилравлические с темы регулировани паротурбинной ус тановки, содержащие датчик и задатчик частоты вращени , подключенные ко входу усилител вместе с датчико обратной св зи, сервомоторы регулйрующих клапанов переднего и заднего хода и электрогидравлический преобразователь , св занный с сервомоторами и снабженный обмоткой управле ни , подключенной к выходу усилител 1. При отклонений частоты вращени от заданной на выходе усилител по вл етс сигнал, который через электрогкдравлический преобра зователь воздействует на положение сервомоторов, и регулирующие клапЖны измен ют режим работы паротурбин ной установки. . Недостатком этих известны систем вл етс ограниченна гибкость управлени сервомоторами регулирующих клапанов переднего и Заднего хода. Известна также электрогидравл ческа система регулировани судовой паротурбинной установки, содержаща датчик и задатчик частоты вращени , подключенные ко входу усилител вместе с .соединенными между собой встречно датчиками обратной св зи по положению сервомоторов регулирующих клапанов переднего и зад-, него хода, и два злектрогидравлических преобразовател , св занных с сервомоторами регулирующих клапа нов соответственно переднего и заднего хода и снабженных обмотками управлени , первые из которых соединены между собой встречно и подключены к выходу усилител 2. Указанна система вл етс ближайшей к данной по технической сущности и достигаемому р езультату. Недостатком известной системы следует считать несколько пониженное качество переходных; процессов. Целью данного изобретени вл етс улучшение переходных процессов путем увеличени быстродействи и Уменьшени колебаний давлени свежего пара при одновременном управле- ; ,нии клапанами переднего и заднего1 - - The invention relates to heat gain and can be used to control ship steam turbines. Electro-hydraulic control systems of a steam turbine installation are known, containing a sensor and a frequency controller, connected to the amplifier input together with a feedback sensor, servomotors of the forward and reverse regulating valves and an electro-hydraulic converter connected to servo motors and equipped with a control winding connected to output of the amplifier 1. When the frequency of rotation deviates from the one given at the output of the amplifier, a signal appears which, through the electro-hydraulic converter, t to the position of the servomotors, and control valves change the mode of operation of the steam turbine installation. . A disadvantage of these known systems is the limited flexibility of servomotor control of the forward and reverse valves. An electrohydraulic control system for a ship steam turbine installation is also known, comprising a sensor and a frequency setting device connected to the input of the amplifier together with opposite feedback sensors on the position of the front and rear control valve servomotors, and two electro-hydraulic converters, control valves connected to servomotors, respectively, forward and reverse, and provided with control windings, the first of which are interconnected This is connected to the output of amplifier 2. This system is the closest one to the technical essence and to the result achieved. The disadvantage of the known system should be considered a slightly lower quality of the transient; processes. The purpose of this invention is to improve transients by increasing the speed and reducing the pressure fluctuations of fresh steam while being controlled; , front and rear valves

хода. Дл -достижени этого в систему введен блок формировани запорного сигнала, выполненный- в виде двух Раэв зывающих трансформаторов с первичной и двум вторичными обмотками каждый и трех выпр мителей, два из которых подключены своими выходами к г1ервым вторичным обмоткам трансформаторов , а третий - к другим вто- ричным обмоткам, соединенным между собой встречно, выхода первых двух выпр мителей соединены между собой согласно, относительно выхода третьего выпр мител - встречно, и подкл 01ены ко вторым обмоткам управле-, ни электрогидравлических преобразователей , соединенным между собой согласно , а первичные обмотки трансфйрматоров св заны с датчиками обратной св зи по положению сервомоторов регулирующих клапанов соответственно переднёг р и заднего хода. На.чертеже приведена схема системырегулировани . Она содержит задатчик 1 частоты вращени , представл ющий собой линейный вращающийс трансформатор (ЛВТ) с подключенным к нему масштабным вращающимс трансформатором (МВТ) , усилитель 2, датчики жесткой обратной: св зи 3 и 4, электрогйдравлические преобразователи 5 и б, представл ющие собой пол ризованные 1Эёле, управл ющие, заслонками струйных трубок и имеющих первые обомотки управлени 7 и 8, соединенные между собой встречно и подключенные к выходу усилител 2, и .вторые обмотки управлени 9 и 10, соединенные между собой согласно, сервомоторы Ни 12 регулирующих клапанов 13 и 14 соответственно турбин переднего х.ода (ТПХ) 15 и заднего хода (ТЗХ) 16, пар к которым подводитс - из главного паропровсйа17, датчик 18 вращени - асинхронный тахоген .ератор, установленный на.общем валу турбин, и блок формировани запорного сигнала (НФЗС) 19. Этот блок выполнен в виде разв зывающих трансформаторов 20 и 21 с первичными обмотками 22 и 23 и с вторичными обмотками 24 и 25 трансформатора 20 и вторичными обмотками 26 и 27 трансформатора 21, выпр мителей 28, 29 и 30, нагрузочных сопротивлений 31, 32, 33 и потенциометров 34, 35, 36.move. To achieve this, a blocking signal shaping unit was introduced into the system, made in the form of two Eraising transformers with primary and two secondary windings each and three rectifiers, two of which are connected by their outputs to the first secondary windings of transformers, and the third to the other - to the primary windings interconnected counter, the outputs of the first two rectifiers are interconnected according to, with respect to the output of the third rectifier - counter, and connected to the second windings of the control, neither electrohydraulic Transducers connected to each other according to, and the primary windings of the Transformers are connected to feedback sensors on the position of the servomotors of the control valves, respectively, of the front p and reverse. The drawing shows the control system diagram. It contains a rotational frequency adjuster 1, which is a linear rotary transformer (LVT) with a large-scale rotating transformer (MBT) connected to it, an amplifier 2, rigid feedback sensors: coupling 3 and 4, electro-hydraulic converters 5 and b, which are fields The actuators, which control the dampers of the jet tubes and have the first control windings 7 and 8, are interconnected counter and connected to the output of the amplifier 2, and the second control windings 9 and 10 interconnected according to each other, servomot There are no 12 control valves 13 and 14, respectively, of front turbine (TPC) 15 and reverse (TZH) 16 turbines, the steam to which is supplied - from the main steam generator 17, the rotation sensor 18 - asynchronous tachogen generator installed on the common turbine shaft , and a block signal forming unit (NFZS) 19. This block is designed as isolation transformers 20 and 21 with primary windings 22 and 23 and with secondary windings 24 and 25 of transformer 20 and secondary windings 26 and 27 of transformer 21, rectifiers 28, 29 and 30, load resistances of 31, 32, 33 and potentiometers 34, 35, 36.

-Если в исходном положении паротурбийна установка отключена, регулирующие кла1паны 13 и 14 закрыты. После перестройки задатчика 1 частоты вращени , например, в сторону переднего хода, на входе усилител 2 по вл етс си.гнал рассогласовани , равный алгебраической сумме сигналов задатчика 1 частоты ёращени , датчика 1В частоты вращени и встречно включенных датчиков 3 и 4 обратной св зи..Этот сигнал, усиленный-If the steam turbine installation is off in the initial position, the control valves 13 and 14 are closed. After the adjustment of the rotational speed adjuster 1, for example, in the direction of forward travel, an error signal equal to the algebraic sum of the rotation frequency adjuster 1 signals, rotation speed sensor 1B and feedback sensors 3 and 4 is displayed at the input of amplifier 2. This signal amplified

усилителем 2, подаетс на первые обмотки управлени 7 и 8 электрогидравлических преобразователей 5 и 6, управл ющих сервомоторами 11 и 12 регулирующих клапанов 13 и 14. Регулирующий клапан 13 ТПХ открываетс и выводит установку на заданную частоту вращени . Регулирующий клапан 14 ТЗХ при зтом остаетс. закрытым, а на входе усилител 2 сигнал рассогласовани оказываетр равным нулю, так как сигнал датчика 3 обратной СВЯЗИ компенсирует сигнал рассогласовани датчика 18 и задатчика 1 частоты вращени .the amplifier 2 is supplied to the first windings of the control 7 and 8 of electro-hydraulic converters 5 and 6, which control the servomotors 11 and 12 of the control valves 13 and 14. The control valve 13 of the SFC opens and outputs the setting at a predetermined rotational speed. The control valve 14 TZH with this remains. closed, and at the input of the amplifier 2, the error signal turns out to be zero, since the signal of the feedback sensor 3 compensates for the error signal of the sensor 18 and the setpoint 1 rotational speed.

При перестройке задатчика 1 частоты вращени в сторону снижени частоты вращени на входе усилител 2 по вл етс сигнал рассогласовани такой фазы, чтр регулирующий клапан 13 .ТПХ начинает прикрыватьс , а кла-V пан 14 ТЗХ - открыватьс электрогидр авлическими преобразовател ми 5 и 6. Такое однб1зрёменное движение клапанов ускор ет переходный процесс, т.е. увеличивает быстродействие системы регулировани . Частота вращени снижаетс и поДдбрживаетс на новом уровне при одновременно открытых регулирующих клапанах 13 и 14 обоих ходов. Сигнал расс.огласовайи на входе усилител 2 становитс равным нули, так как разностный сигнал адатчиКа частоты вращени компенсируетс разностным сигналом датчиков обратной св зи 3 .и 4. Как только оба регулирующих клапана откроютс , встуцает в действие ЁФЗС 19,When the setting of the setpoint 1 rotational frequency in the direction of lowering the rotational frequency at the input of the amplifier 2, an error signal of such a phase appears, that the control valve 13. One valve movement accelerates the transition process, i.e. increases the speed of the control system. The rotational speed is reduced and the Vdbdrzhzhivatsya at a new level with simultaneously open control valves 13 and 14 of both strokes. The rassagovaya signal at the input of the amplifier 2 becomes equal to zero, since the difference signal of the rotational speed adath is compensated by the difference signal of the feedback sensors 3. And 4. As soon as both control valves are opened, the EFFS 19,

На первичные обмотки 22 и 23 раз-, в зывающих трансформаторов20 и 21 подаютс напр жени , снимаемые, соответственно , с датчиков обратной св - , зи 3 и 4. Трансформаторы имеют по две вторичных обмотки, с выводов которых снимаютс напр жени , пропорциональные перемещени м регулирующих клапанов. На сопротивлени х 31 и 32 образуютс напр жени посто ннс5г6 тока Vj и Vg , снимаемые с выпр мителей 28 и 30 и пропорциона.пьные, соответственно, перемещени м регулирующих клапанов 13 ТПХ и. 14 ТЗХ. На сопротивлении 33 образуетс напр жение ( -/Vj - V)/ ), пропорциональное разности перемещений регулирующих клапанов ТПХ и ТЗХ.The primary windings 22 and 23 of the transformer transformer transformers 20 and 21 are supplied with voltages taken from the feedback sensors, respectively, and 3 and 4, respectively. Transformers have two secondary windings, from which the voltages are proportional to the displacements. control valves. On the resistances 31 and 32, the voltages are formed by constant current V5 and Vg, removed from the rectifiers 28 and 30 and proportional to, respectively, the displacements of the control valves 13 of the TPC and. 14 TKH. Resistance 33 produces a voltage (- / Vj - V) /) proportional to the difference in the displacements of the TPC and TZH control valves.

Напр жени на сопротивлени х 31 5 и 32 включены между собой согласно, а напр жение на сопротивлении 33 включено относительно первых двух встречно.The voltages on the resistors 31 5 and 32 are interconnected according to each other, and the voltage on the resistor 33 is connected relative to the first two.

При одновременно открытых двух клапанах на выходных водах БФЗС 19 существует напр жение (Vj + ,-VJ). На переднем ходу V VgH. выходное напр жение БФЗС.Равно 2 Vg. Выходное напр жение БФЗС 19 подаетс на вторые обмотки управлени 9 и 10With two valves simultaneously open, there is a voltage (Vj +, -VJ) on the outlet water of the BFZS 19. In the forward run V VgH. output voltage BFZS. Equal to 2 Vg. The output voltage of the BFS 19 is supplied to the second control windings 9 and 10

элёктрогидравлических преобразователей 5 и 6. Причем, обмотки управлени 9 и 10 подключены к БФЗС 1.9 так, что его выходной сигнал вызывает прикрытие обоих регулирующих клапанов 13 и 14. При закрытии одного из клапанов, в частности, на переднем ходу - клапана заднего хода, выходное напр жение БФЗС 19 становитс равным нулю. Клапан переднего хода устанавливаетс в положении/ обеспечивающем заданный режим работы . Потенциометры 34, 35,. 36,и 37. служат дл регулировки БФЗС 19.electro-hydraulic converters 5 and 6. Moreover, control windings 9 and 10 are connected to BFZS 1.9 in such a way that its output signal covers both control valves 13 and 14. When one of the valves is closed, in particular, in the forward direction - the reverse valve, output the voltage of the BFZS 19 becomes zero. The forward valve is installed in the position / providing the specified mode of operation. Potentiometers 34, 35 ,. 36, and 37. serve to adjust the BFZS 19.

Аналогично работает система на заднем ходу. ; .; Similarly, the system works in reverse. ; ;

Данна система позвол ет увеличить быстродействие, так как в переходных процессах, например, реверсах , работают одновременно регулир5пощие клапаны обоих ходов, что приводит к форсированию процесса. Броски давлени свежего пара в главном-паропроводе при. этом уменьшаютс из-за одновременности перемещени в переходных процессах регулирующих клапанов переднего и заднего хода, так 1как суммарный расход пара иа устамов .ку в динамических режимах мало измен етс . Давление свежего пара измен етс лишь в установившихс р ежимах, когда управление осуществл етс клапаном только пр мого ходи. Броски давлени свежего пара перед соплами турбины также снижаютс , так 1как динамические врашаощие моменты в переходных процессах определ ютс приращением расхода пара не через один регулирующий клапан, а через оба. Соответственно, приращение расхода пара через каждый клапан имеет в этом случае приблизительно в 2 раза меньшую величину. Все это улучшает маневренные качества судна.This system allows to increase the speed, since in transients, for example, reverse, the control valves of both strokes work simultaneously, which leads to a speeding up of the process. Pressure drops of fresh steam in the main steam line at. This is reduced due to the simultaneous movement in the transitional processes of the forward and reverse control valves, so that 1 as the total steam consumption of the devices varies slightly in dynamic modes. The pressure of the fresh steam is changed only in established intervals, when the control is carried out by the valve only in the forward direction. The pressure surges of fresh steam in front of the turbine nozzles are also reduced, so 1 as dynamic rising moments in transients are determined by the increment in steam consumption not through one control valve, but through both. Accordingly, the increment of steam flow through each valve in this case is approximately 2 times smaller. All this improves the maneuverability of the vessel.

Claims

1. The author's certificate of the USSR 45-464705, class, F 01 D 17/24, 1974.

2. Authors certificate of the USSR 553861, cl. F 01 D 17/24, 1975.

714026