SU761723A1 - Защитное устройство для турбины 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для предотвращения повышения давления рабочей среды в проточных частях турбин.

Известны защитные устройства для турбин, содержащие предохранительный клапан с входным и выходным патрубками, между которыми размещена запорная тарелка, выполненная за одно целое с поршнем парового сервомотора, и импульсный клапан, подключенный к входному патрубку [1] При повышении давления срабатывает импульсный клапан, сообщая полость парового сервомотора с атмосферой. Под действием давления пара на запорную тарелку она смещается, открывая сброс пара через выходной патрубок, и давление во входном патрубке начинает снижаться.

• Недостатком этих устройств является их пониженная надежность, а отказ импульсного клапана, вызванный возможным заеданием, может привести к тяжелой аварии.

Известно также защитное устройство для турбины, содержащее предохранительный клапан с входным и выходным патрубками, между которыми размещена запорная тарелка, выполненная за одно целое с поршнем парового сервомотора, подсоединенным

2

через шток к рычагу, снабженному грузами, и импульсный клапан, подключенный к входному патрубку и к полости под поршнем [2].

5 Указанное устройство является наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком этого устройства является его пониженная надежность при подключе10 нии выходного патрубка к проточной части турбины. Особенно опасны периодические открытия и закрытия предохранительного клапана из-за возможных изменений перепада давлений...........

15 ’ Цель изобретения — повышение надежности при подключении выходного патрубка к проточной части турбины.

Это достигается тем, что импульсный клапан соединен с рычагом посредством кине20 матической связи, имеющей возможность свободного хода, а торец тарелки, обращенный к входному патрубку, имеет площадь, не превышающую удвоенную площадь поршня парового сервомотора.

25 На чертеже представлена конструкция

предложенного защитного устройства.

Пар из предотборного отсека турбины по ресиверу 1 поступает в паропровод отбора и в корпус 2 парораспределительного орга30 на регулируемого отбора и, пройдя частич’ΟϊϋΐΤΒΚ·:£

но прикрытую заслонку 3, поступает в корпус 4 и из него в отсек проточной части турбины, расположенной за отбором. Корпуса 2 и 4 соединены с предохранительным клапаном 5. Запорная тарелка 6 клапана ⁵ перекрывает отвод пара из входного патрубка 7 в паровое пространство выходного патрубка 8 за заслонкой 3. Поршень 9 парового сервомотора, выполненный за одно целое с тарелкой 6, взаимодействует с па- ¹⁰ ровым пространством полости 10, давление рабочей среды в которой равно давлению до заслонки 3, поскольку с входным патрубком 7 в корпусе 2 пространство полости 10 сообщено отверстиями с шайбой 11. Тарел- ¹⁵ ка 6 прижата к посадочному пояску входного патрубка 7 грузами 12, которые воздействуют на тарелку через рычаг 13 и шток 14. Настройка уставки предохранительного клапана на давление в паровом 20 пространстве до заслонки 3, при котором происходит срабатывание клапана, осуществляется подбором грузов 12.

Импульсный клапан 15 содержит расположенный в корпусе 16 подпружиненный 25 золотник 17, который одной своей бочкой 18 прижат пружиной 19 к посадочной поверхности корпуса 16. Полость над наружной поверхностью бочки 20 сообщена трубопроводом 21 через шайбу 22 с паровым прост- 30 ранством входного патрубка 7 предохранительного клапана 5, а полость 23 между бочками золотника 17 сообщена трубопроводом 24 с паровым пространством полости 10 под поршнем 9 парового сервомотора. 35 Шток 25 золотника 17 односторонне с возможностью свободного хода соединен кинематической связью 26 через тягу 27, рычаг 13, шток 14 с тарелкой 6. Связь 26 выполнена с вильчатым хвостовиком, опирающимся 40 на уступ 28 штока 25 золотника 17. Связь 26 не препятствует смещению золотника 17 вниз на открытие, а перемещение самой связи 26 в сторону уступа 28 при срабатывании предохранительного клапана вызыва- 45 ет смещение золотника 47. Полость 29 золотника 17 соединена трубопроводом 30 с атмосферой, а трубопровод 21 линией 31 с установленным на ней вентилем 32 сообщен с камерой турбины, предшествующей каме- 50 ре отбора.

Устройство работает следующим образом.

При аварийном повышении давления в паропроводе отбора и в цилиндре предот- 55 борного отсека, что может произойти, например, в случае закрытия заслонки из-за нарушения работы ее привода, соответственно повышается давление во входном патрубке 7, полости 10 парового сервомото- 60 ра и в полости над бочкой 20 золотника 17. Золотник 17 за счет натяжения пружины 19 настроен так, что его срабатывание происходит раньше, чем срабатывание предохранительного клапана, настройка которого 65

осуществляется грузами 12. При достижении уровня давления в камере отбора пара, равного уставке импульсного клапана, золотник 17 сдвигается с упора и сообщает посредством трубопровода 30 полость 23 золотника и полость 10 предохранительного клапана с атмосферой. Падение давления под бочкой 20 приводит к повышению перестановочного усилия на золотнике, и он досылается вниз. Связь 26 своим вильчатым хвостовиком не препятствует перемещению золотника 17 на открытие. Падение давления в полости 10 под поршнем 9 парового сервомотора резко увеличивает силу, действующую на открытие клапана. Момент на открытие становится намного больше момента, создаваемого грузами 12 на закрытие, и предохранительный клапан открывается, перепуекая пар из отборного паропровода и ресивера турбины в паровое пространство выходного патрубка 8 и дальше в проточную часть турбины, расположенную за парораспределительным органом отбора.

Поскольку бочка 20 золотника Ί7 находится с обеих сторон под равными паровыми давлениями, зазоры между нею и корпусом 16 могут быть выбраны значительными, а отсутствие перетоков пара уменьшает возможность засорения. Однако, если импульсный клапан не сработает, некоторое увеличение уровня давления в пространстве перед заслонкой 3 приведет к подрыву предохранительного клапана 5 под прямым действием пара. Если принять, что Оу диаметр поршня 9, а О₂— диаметр посадочного пояска тарелки 6, то на кольцевую площадь, равную

действует разность ΔΡ давлений Ру до клапана и Р₂ за ним. Эта разность давлений создает на терелке усилие Р, равное

Усилие Р стремится оторвать тарелку 6 от посадочного пояска, к которому прижимают ее грузы 12 своим воздействием через рычаг 13 и шток 14. Увеличение давления перед тарелкой до уставки клапана отрывает ее от седла, и тарелка 6 начинает открываться. Вместе с тарелкой смещается шток 14 и рычаг 13, который через тягу 27 поворачивает связь 26. Она, воздействуя на уступ 28 штока 25, смещает золотник 17 вниз, сообщая полости 23 и 10 с атмосферой. Пар из ресивера 1 в обвод закрытой заслонки 3 через входной патрубок 7 и предохранительный клапан поступает в пространство выходного патрубка 8, а затем в проточную часть турбины. Проточная часть отсека, расположенного за камерой отбора, создает зону сопротивления проходу пара и перепад, действующий на кольцевую пло761723

5

щадь торца тарелки, уменьшится и будет близким к нулю. Однако поскольку поршень взаимодействует с пространством полости 10, давление в которой равно атмосферному, то он остается в нижнем положении и клапан открыт. Выбор диаметра 7>ι поршня парового сервомотора таким, чтобы обеспечить надежное удержание тарелки 6 предохранительного клапана 5 в открытом положении, требует выполнения соотношения

...

откуда следует, что .....

4 7)2 < .2--/)2 4 ² 4 ¹

т. е. площадь торца тарелки, обращенного к входному патрубку, должна быть не больше удвоенной площади поршня парового сервомотора.

Таким образом, устройство срабатывает и по команде импульсного клапана и под прямым действием пара. Предохранительный клапан удерживается в открытом положении даже при полном исчезновении на нем перепада давления, так как он принудительно открывает импульсный клапан, сообщающий полость под поршнем парового сервомотора с атмосферой. Предельно упрощается опробование клапанов, поскольку достаточно приоткрыть вентиль 32 и подать к бочке 20 золотника 17 пар из отсека турбины с более высокими параметрами. Взвод золотника производйтся при сое35

15

6

динении камеры над бочкой 20 с атмосферой. Золотник возвращается под действием пружины в исходное положение, и давление в полости 10 начинает расти, что приводит к закрытию предохранительного клапана 5.

Данное защитное устройство повышает надежность защиты турбины от повышения давления пара при сбросе пара в проточную часть турбины.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Защитное устройство для турбины, содержащее предохранительный клапан с входным и выходным патрубками, между которыми размещена запорная тарелка, выполненная за одно Целое с поршнем парового сервомотора, подсоединенным через шток к р'ычагу, снабженному грузами, и импульсный клапан, подключенный к входному патрубку и к полости под поршнем, отлича,ющееся тем, что, с целью повышения надежности при подключении выходного патрубка к проточной части турбины, импульсный клапан соединен с рычагом посредством . кинематической связи, имеющей воз'можность свободного хода, а торец тарелки, обращенный к входному патрубку, имеет площадь, не превышающую удвоенную площадь поршня парового сервомотора.