Система автоматического регулирования частоты вращения турбомашины

П И САН.И-Е;ИЗОБРЕТЕНИЯ О Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт22) Заявлено 07,01.76 (21 зид-в) 13389 0 51) М. Кл.з Г 010 17,22Г 02 С 9/02б 05 Р 13/38 присоединением заявки Ье 23) Приоритет43) Опубликовано 30.09.7745)Дата опубликования о Гасударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий О;лст.нь Ъо 3 53) УДК 621,438-55(088.8) сания 21.10 л т 2) Авторы изобретения В. А. Бернов, В. И. Моргунов П Мамушевзавод им. Октябрьской Заяви рошиловградский тепловозостроитель революции(54) СИСТЕМА АВТОМАТИ 1 ЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ТУРБОМАШИНЫ2 ая функционал сост про Изобретение относится к области регулирования турбомашии.Известна система регулирования, содержащая регулятор скорости с гидроусилитслем, воздействующим на регулирующий орган подачи топлива 11.Недостаток системы состоит В невозможности предотвращения увеличения частоты вращения при резком сбросе нагрузки.Известна и другая система, содержащая регулятор частоты с золотником поршневого типа и регулятор нагрузки с электропдравличсским распределителем, электрически связанным с реле нагрузки 121.Эта система наиболее близка к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.Ес недостаток оит в увеличенном времени псрскодного цесса при сбросе нагрузки.Цель изобретения - повышение качсстза регулирования при сбросе нагрузки.Это достигается тем, что торцовая полость золотника связана через предокранитсльный клапан со слиВОМ и через Ооратный клапан - с управляющей полостью реле ограничения сброса, электричсски соединенного с реле нагрузки, и управляющая полость дополнительно связана через дроссель с вьподом распределителя. На чертеже показана общ ьная скема системы,Система содержит регулятор 1 скорости спдравлическим усилителем 2, реле 3 нагруз 5 ки, клапан 4 с гидроприводом 5 и реле 6 ограничения сброса, выполненное в виде электрогидравличсского рслс и связанное с регулятором 1 скорости гидравлической линией7 связи, с приводом в - гидравлической связью10 8 и с рслс 3 нагрузки - электрической линией 9 связи.Рсгулятор 1 скорости с гидроусилителсм2 содержит чувствительный элемент 10, отсечпои золотник 11 поршневого типа, поршень 12гидроусилптсля 2, шток 13 которого воздействует на орган подачи топлива или свежего нара к гурбомашне. Отсечной золотник11 соединен с по,остяо над поршнем 14 гидравлической лпипсй 15, а с полостью 16, опорожняющейся при росте оборотоз, - гидравлической линией 17. 1 одвод спловои жидкости к регулятору 1 осущсст;ляется по гидравлической напорной линии 18,Рслс 3 нагрузи выпо;нспО так, что реаги 25 1 ст только на импульс резкого соросагрузки, минимальный уровень которо;о определяется настройкой моста. При наоросс нагрузки (меняется полярность им;ульса) илипри плаьном сбросе (нет всп 1 еска импульса)30 сигнал нс про.;одит.ВыхОд цспГ пОстОяннОЙ П 2 П 1351 жсппости связан с рслеиной испо;ПГГтельной частью, которая посредством контактов промсжуто 1- ПЫХ 13 СЛС И ЭЛСКГрсССКОИ СВ 513 И .19 СОСДИПС- па с э.Строгпдравл 1: Ссой управл 5110 цсй частью 20 Гпдропр 1 Вода 5 к, анана 4. О 5 20 2 д ЗО 65 40 Л 50 55 60 65 1 ч,анап 4, ограничивающий доступ рабо 1 сго тела к туроипс, управляется:идр 0.1 ри оДОЧ О С Э.1 СКГРОГГДРавл 5 ЧССКОИ УПР 213;151 ЮЩСИчс 1 с 1 ью 20, 1 идРавличсски СБ 513211 ной с п 0.10 стью 21 Гидроус.НГСП 5 22, .3,3 сктрогид 3 авли 1 СС 251 УП 13 с 113.151 ЮЩая 1 аСТЬ 20 СОСТОИТ ПЗ РаеП 13 сдслпс "51 23 и элсктроч 2 ГН 51 та 24. 12 Входраспрсдсл 1 псля 23 по .1 и 15 и 20 поступс 1СИЛОВ 251 ЖИДОСТЬ,Реле ограппчспия сброса содсрж;п поршень 20 с пружиной 27, механически св 5 заппы 1 с э;с 1(Гропсрск,(ючателсм 28. 1 идраБ;1 Нческс 151 полость 29 Рсле 6 че 13 ез к; с 1 Н 2 пы, Н 11 сдохрап 1 псьный 0 и обрагпый 31, Гдравлпчесую лппи 10 7 сБ 513 и, ОСы 1 П 011 золОГпии идравлпссскуО,1 пию 17 связи сосдипспаС ПОЛОСтЫО 6 ГИдраБЭПсССКОГО уенлнтея 2.С другой стороны через дроссс.1 ь 02 Гирав;1 Ис 1 СС 251 ПОЛОСТЬ 29 Сосдннепа " ГпдраВЛПССкой; олост;ю 21 Гидропрпвода 3. ри эс(вивалентпом Приводе, например элстричесом,гидравлическая полость 21 ла апа 4 отсугствуст. В этом случае по.Ость 29 реле 6 черездрессель 32 соединена с распределите,1 ем (нспоказан), Кроме того, управ,1 яющая частьр 2 спределитс.я элскт 13 И 1 сски с 13 Я 32 на с упР 2 В,15110 ЩСЙ 12 СГЬ 10 ЭС 1 ТРОПРИВОДс 1.1(05 такты элсктропсрск;110 чател 51 28 Бвсдс.ны по электрической линии 9 связи Б ис 1;олнитсльную асть реле 3 нагруз 1 си так, поН 13 Н С 13202 тывапии элс 02130 персклОчат.;1; 28130 ССТ 2 НОВПТС 51 13 РСРБс 11 Н 251 РСЗКИЧ СОРОС 031 ПаГрузки э.1 сктрпсс 251 СВ 513 ь НО лГП 11 Н 19 с 1351 зи с клапс 1 нок 4.Зрсдложснная сис 3 сма регулирозания работаст с,едующим образом.ри устапошп(шемся режиме порше.ь 2ГИДРОУСИЛИТС 3151 2 Зс 1 НИМ 202 ПОЛогКСНИС ТСМВыше, чем больше мощность и меньше ооороты турбины. ЗТО ОН 13 едел 5 ется по 10 жспиеъ 1чувствительного элемента О и отсечного олотникаи задаст Грсбуемую подачу топлива к турбине.В это время поршень 26 реле 6 и поршеньгидроусилителя и 2 клапана ч поджаты доупора давлением силовой рабочей жидкости,поступающей от распределителя 23, 11 ри этомконтакты электроперсключателя 28 замкнуты, а в цепи электромагнита 24 идет ток отреле 3 нагрузки. 1 оэтому через клапан 4 поступает рабочее тело к турбине.Обратный клапан 31 предупреждаетутечкусиловой жидкости из гидравлической полости 29 реле давления 6, а предохранительныйклапан 30 создает небольшой подпор приопорожнении гидравлической полости 16гидроусилителя 2.Таким образом, связь реле б с регулятором 1 по линии 7 прервана сигналами, идущими;1 о линии 8 клапана 4,11 ри набросс нагрузки, а также при плавном сбросе за оборотами следит регулятор 1.11 ри этом поршень 12 гидроусилителя 2 идетш(ерх (при пабросе) или вниз (при сбросе),Боздсйству через шток 13 па регулирующий орган подачи топлива к двигателю, шлемепты лапа а 4, рслс 6 давления и реле3 П 2113 узки Н 2 ОДЯтся В Гоч же сОстОЯнии, что; При установившемся режиме. 11 ри этом импульс нагрузки, поступивший на вход реле3 нагрузки не проходит, так как полярностьспг;1 ала пс соответствует настройке.рп резком сбросе нагрузки меняется пол 5 рпость сигнала. Импульс нагрузки, величина ко 1 орого выше чувствительности реле 3 нагрузки, проходит в исполнительную релейнуючасть. Крочс того, импульс нагрузки поступает ь регулятор 1 скорости, 1 ричем, импульс Б рслс 3 нагрузки по сравнению с импульсом Б регулятор 1 скорости является опережающим по воздействию на регулирующиеор а ы турбины,Воздс 5 с Вис импульса нагрузки, ьеличинаОтороО ниже сувствительности реле 3, черзИсполнительную релейную часть вызываетра,мыкап 51 с контактОВ про ч 1 еткутОчных релеи обссточиьание электрической связи 9 гидропривода О. 15 аспрсде,Итсль 23 переключается в новос положение, соединив полость 21Гидроусилитсля 22 со сливом. Это вызываетперемещение поршня гидроусилителя 22, аВместе с ним клапана вверх на ограничениедоступа рабочего тела к турбине, Одновременно со сливом соединяется полость 29 реле 6Система при этом работает двояко в зависимости от действия импульса нагрузки: импульс пе вызвал изменения оборотов; импульсвызвал изменение оборотов туроины.В первом случае (небольшой резкий сбросили ложное срабатывание реле нагрузки)поршень 2 гидроусилите;я 2 остается впрежнем положении или идет вверх на увеличение подачи топлива, 1 огда под действием нру 5 кины 27 поршень 26 реле 6 сместитсявниз, вызывая срабатывание электропереключателя 28, а вместе с тем и восстановление прерванной резким сбросом электрической связи 19 реле 3 нагрузки с клапаном4. Зто вызовет перск;почсние распределителя23 на подвод силовой жидкости к гидроусилителю 22 по линии 25 и к реле 6 - по линии связи 8. В результате элементы схемыпримут исходное положение, и доступ рабочего тела к турбине через клапан 4 возобноШГГСЯ.Во втором случае (после срабатыванияреле 3 нагрузки и прикрытия доступа рабочего тела к турбине клапаном 4) поршень 12пашет опускаться, уменьшая подачу топлива.При этом жидкость из полости 16 гидроусилитсля 2 по лппии 17 через сливную полостьотсечного золотника 11 и через обратный кла574541 грувг пан 31 попадет в поршневую полость 29 реле 6. Дроссель 32 и предохранительный клапан 30 обеспечат в полости 29 давление, необходимое для удержания поршня 26 в верхнем положении. При этом контакты электропереключатсля 28 останутся замкнутыми до тех пор, пока продолжается подпитка полости 29 из полости 16. Как только рост оборотов турбины остановится, а вместе с ним и движе.Нс поршня 12 в сторону уменьшения подачи топлива, прекратится подпитка полости 29. Под действием пружины 27 поршень 26 сместится Вниз, размыкая контакты элсктропсрскл 10- чателя 28, что вызовет передачу 1 м 11 ульса по линии 9 связи в реле 3 нагрузки и восстановление связи по линии 18. В рсзулыат питание электромагнита 24 восстановится, и подача рабочего тела к турбинс возоб:овптся. Это вызовет восста:1 овлснис всех функциональных связей, прерванных в момент сброса. Система будет готова при:ять послсду 1 ощис сигна; ы нагрузки.Дальнейшую работу по стабилизации режима берет на себя регулятор 1 скорости. Поршень 12 гидроусилителя 2 в этот момент находится в промежуточном (при частичном сбросе) или крайнем нижнем (при полном сбросе) положении. В обоих случаях в момент размыкания контактом элект 1 эоперекл 1 очателя 28 регулятор 1 скорости да;т нужную для последующего режима команду па подау топлива. соответствующую нагрузке двигателя.Применение изобретения позволяет повысить качество регулирования и тем самым ув;л 1 гчить надежность работы турбомашины. Формула изобрстсцияСи:тема автоматического регулирования10 частоты вращения турбомашины, содержащая1 сгулятор частоты с золотником поршневоготипа и регулятор нагрузки с электрогидравлпчсскцм распределителем, электрически связанным с реле нагрузки, отл ич аюгца я с я15 тем, что, с целью повышения качества регу. ц, овация прц сбросе нагрузки, торцовая полость золотника связана через предохрани.;,.: Ний клапан со сливом и через обратныйклапан - с управляющей полостью реле ог 20 раццчспия сороса, электрически соединенногос рслс нагрузки, и управляющая полость до 1:о.1111 тсл 1.1.о свя" ана через дросссль с выходом ра .рсдс,1 итс,1)1,Источники информации,25 принятые во внимание при экспертизе1. Хильсино Л. 1-1. Регулирование паровыхтурбин. М., Машгиз, 1960, с. 149.2. Саранцев С, 1(. Регулирование и автоматизация туроин, Л., Машиностроение, 1970,Зп с. 190.