Способ контроля накопления поврежденности металла ротора паровой турбины

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красн витедь . теплотехнический научно-исследовательски им,.ф. Э, Дзержинскогоо здтййьинск 7 ). 54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕННОСТИ МЕТАЛЛА РОТОРА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫИзобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано приэксплуатации паровых турбин электростанций для контроля за состояниемметалла роторов,Известны способы контроля накопления поврежденности металла роторапаровой турбины путем измерения входной температуры пара во время работытурбины, преобразования этой температуры в значение температуры металларотора и определения приращения поврежденности за цикл пуск-останов тур"бины по заданной за цикл наибольшейхарактерной разности .температур порадиусу, ротора 1,Эти способы не позволяют достеточ.но надежно контролировать накоплениеповрежденности.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ контроля накопленияповрежденности металла ротора паровой турбины путем измерения входной, температуры пара во время работы турбины, преобразования этой температуры в значение температуры металла ротора, определения по йолученному значению и по длительности остыванияпосле прекращения подачи пара характерной предпусковой температуры металла ротора и определения прираще-.ния поврежденности за цикл пуск останов турбины по заданной за цикл наи" 1 большей характерной разности температур по радиусу ротора 2 .Недостатком данного способа следует считать пониженную надежность контроля из-за необходимости моделирования прогрева ротора в процессе контроля с помощью аналогового вычислительного устройства.Цель, изобретения - повышение надежности контроля.Указанная цель достигаечто предварительно определпусков из различных теплов3 9853 ний зависимость между наибольшей за цикл характерной разностью температур по радиусу ротора и характерной предпусковой температурой металла ротора, а в процессе контроля задают наибольшую за цикл характерную разность температур по радиусу ротора на основе указанной зависимости.На Фиг.,1 показана схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2- 10 характер эмпирических зависимостей, используемых в способе. В схему (фиг. 1) входят последовательно включенные датчик 1 входной температуры пара (перед цилиндром), Функциональный преобразователь 2, с помощью которого задается характерная темйература металла ротора во время работы турбины, первый размыкатель 3, апериодическое звено 4, второй раз 20 мыкатель 5, элемент 6 памяти, блок 7 определения наибольшего значения характерной разяости температур по радиусу ротора, функциональный преоб разователь 8 и счетчик 9 накопления поврежденности металла. Размыкатели 3 и 5 соединены с датчиком 10 состояния турбины, в качестве которого используется концевой указатель положения клапанов на подводе пара в30 турбину или выключатель генератора.Функциональный, преобразователь 2 в простейшем виде может быть выполнен в виде сумматора с заданным смещением относительно измеряемой датчиком 1 температуры пара. А периодическое звено 4, которое может быть выполнено в виде интегратора, охваченного отрицательной обратной связью, воспроизводит характеристику остывания ротора 1 (с) - изменение температуры й металла во времени с . Влияние температуры окружающей среды, за. счет теплообмена которой происходит остывание, учитывается введением дополни" 45 тельных смещений в. преобразователе 2 и блоке 7 определения, который в простейшем случае воспроизводит предварительно найденную нелинейную эмпирическую зависимость Ьй (1) между 50 наибольшей эа цикл характерной разностьюй температур по радиусу ротора и характерной предпусковой температурой В металла ротора, С помощью функционального преобразователя 8 опреде- ы ляется приращение характерного размера дефекта Ьза цикл, пропорциональное четвертой степени максимального 30 аза цикл значения растягивающих напряжений, равных сумме постоянной величине напряжений от центробежных силпри номинальной частоте вращения имаксимальной величине температурныхнапряжений, пропорциональной разности Ь й температур, Величина ьпропорциональна также квадрату текущегоразмера деФекта, который может дополнительно вводиться задатчиком 11. Кблоку 7 определения для учета влияния технологии пуска через логическийэлемент 12 может быть дополнительноподключен датчик 1 температуры пара.Принципиальная схема, приведеннаяна фиг, ), может рассматриваться также как блок-схема определения накопления поврежденности с помощью информационно-вычислительной системы,На фиг. 2 показан характер зависимостей С (1),с (С).Сйособ осуществляется следующим обобразом,При прекращении подачи пара в турбину, о чем свидетельствует датцик10, начинается определение характерной предпусковой температуры металларотора в процессе остывания от начального уровня, задаваемого преобразователем 2 в соответствии с температурой пара, измеряемой датчиком 1, перед прекращением подачи пара в турбину. В схеме (фиг. 1) это осуществляется путем размыкания первого размыкателя 3 и подсоединения вторым размыкателем 5 выхода апериодическогозвена 4 к входу элемента 6 памяти.При подаче пара в турбину по сигналудатчика 10 апериодическое звено 4отключается размыкателем 5 от элемента 6 памяти, По полученному такимобразом значению температуры й металла ротора перед началом пуска вблоке 7 определения находится максимальное значение характерной разности температур по радиусу ротора зацикл пуск останов, Это значение может быть скорректировано в зависимости от температуры пара перед цилиндром в конце пуска, зафиксированной логическим элементом 12, например, пофакту стабилизации уровнятемпературы пара, измеряемой датчиком 1, в течение заданного интервала времени,По полученному значению ь с путем функционального преобразования в преобразователе 8 определяется значениеФормула изобретения. 9853прекращения характерного размера дефекта за цикл, засылаемое в счетчик 9,Организация такого контроля обеспечит своевременное предотвращениенеустойчивого развития дефекта, создающего. опасность хрупкого раэрущенияротора,Способ контроля накопления поврежденности металла ротОра паровой турбины путем измерения входной темпе" ратуры пара во время работы турбины, преобразования этой температуры в значение температуры металла ротора, определения по полученному значению и по длительности остывания послепрекращения подачи пара характерной пред.36 пусковой температуры металла ротора и определения приращения поврежденности за цикл пуск останов турбины по за 306данной за цикл наибольшей характерной разности .температур по радиусу ротора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повноения надежности контроля, предварительно определяют для пусков из различных тепловых состояний зависимость между н .4- большей за цикл характерной разностью температур по радиусу ротора и характерной предпусковой температурой металла ротора, а в процессе контроля задают наибольшую эа цикл характерную разность температур по радиусу ротора на основе указанной зависимости. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Плоткин Е.Р. и др. Пусковые режимы паровых турбин энергоблоков. М.,"Энергия", 1980, с. 100"102.2. Авторское свидетельство СССРН 724975, кл. Г 01 И 3/00, 1978.НИКОВКор Редактое вв Ю Ф ВВ Юе ю 4 В еейюееюееее аказ 10118 венног бретени"35, РаУЮЮ Ю Ю Ю ЮЮУжгород ая лиал ПП ктная,Щие,8 Составитель Середа Техред Т,ИаВабВ ВВЮеЮ 4 ВВЭВЭВЮ ЮЮЮЮЮЮЮ ЮЮЮИВВ Ьб Тираж 539 ВНИИПИ Государс по деЛаи иэо 113035, Москва, Ж и Вв Ю е Фе ВВ ю ВЮ ФВВ ФВФ Ю ЮЮ ВВ Ю П "Патент", г, ор А. Дзятко Подписное комитета СССР