Устройство для контроля прогрева ротора турбины

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 07.01.83. Бюллетень1 Дата опубликования описания 17.01.83 по делам изобретений и открытийу ц В. Л. Похорилер, А. И. Шкляр и Н. И; Косов Ъъ ы:. Уральский ордена Трудового Красного Знамени. политехнический институт им. С. М. Кирова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОГРЕВА РОТОРА ТУРБИНЫ1Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при автоматизации управления режимами работы паровой турбины, например при пуске.Наиболее близко к изобретению устройство для контроля прогрева ротора турбины, содержащее датчик температуры пара в характерной точке ротора, подключенный к первому входу вычислительного блока, который выполнен в виде элементов памяти, включенных в последовательную цепь с переключателями, связанными с ге 0 нератором тактовых импульсов, и сумматоров, входы которых соединены с выходами элементов памяти, а выходы подключены к выходу вычислительного блока, и задатчик начальных условий, подключенный через второй вход вычислительных бло- ков к входам элементов памяти 111.Недостатком известного устройства является пониженная точность из-за отсутствия учета двухмерности температурного поля.20Цель изобретения - повышение точности контроля путем учета двухмерности температурного поля при переменных условиях теплообмена. 2Поставленная цель достигается тем, что в устройство .ведены второй вычислительный блок, выходные сумматоры и дополнительный сумматор, выход которого соединен с первым входом второго вычислительного блока, один вход соединен с вторым выходом первого вычислительного блока, а второй вход соединен с первым выходом второго вычислительного блока, подключенным также к одному из входов первого выходного сумматора, другой вход которого соединен с датчиком температуры пара, а второй выходной сумматор своими входами подключен к первому выходу первого вычислительного блока и второму выходу второго блока.На фиг, 1 показаны схема устройства; на фиг. 2 - вычислительный блок.Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 температуры пара в характерной точке ротора, датчик 2 режима работы турбины, датчик 3 начальной температуры ротора, задатчик 4 начальных условий, аналого-цифровые преобразователи 5 - 7, генератор 8 тактовых импульсов, два вычислительных блока 9 и 10, функциональный преобразователь 11, выходные сумматоры 12 - 14, 987123(, т - зы. ЗО 35 40 45 50 55 умножитель 15 и дополнительный сумматор 16.Датчик 1 температуры пара через аналого-цифровой преобразователь 5 подключен к первому входу 17 первого выходного сумматора 12 и к первому входу 18 первого вычислительного блока 9, первый выход 19 которого соединен с первым входом 20 второго выходного сумматора 13, а второй выход 21 - с первым входом 22 дополнительного сумматора 16, Датчик 2 режима работы, турбины через аналого-цифровой преобразователь 6 и функциональный преобразователь 11 подключен к первому входу 23 умножителя 15, выход которого соединен с вторым входом 24 дополнительного сумматора 16. Датчик 3 начальной температуры ротора через задатчик 4 начальных условий, представляющий собой ключ, и аналого-цифровой преобразователь 7 подключен к вторым входам 25 и 26 вычислительных блоков 9 и 10. Первый выход 27 вычислительного блока 10 подключен к вторым входам 28 и 29 выходного сумматора 12 и умножителя 15 соответственно, а второй выход 30 вычислительного блока 10 подключен к второму входу 31 выходного сумматора 13. Первые выходы 32 и 33 выходных сумматоров 12 и 13 соединены с входами выходного сумматора 14, а их вторые выходы 34 и 35 и выход выходного сумматора 14 подключены к показывающим и регистрирующим приборам 36 - 38, они также могут подключаться к системе автоматического регулирования (каналы 39).Каждый из вычислительных блоков 9 и 10 (фиг, 2) состоит из шести элементов памяти 40 - 45, снабженных переключателями 46 - 51, работой которых управляет генератор 8 тактовых импульсов, и сумматоров 52 и 53. Элементы памяти 40 - 42 и 43 - 45 соединены через переключатели 47, 48 и 50, 51 последовательно в две цепи, выходы элементов памяти 40, 41, 44, выходы элементов памяти 42 и 45 и вход 18 блока подключены к входам сумматора 52, вход элемента памяти 43 через переключатель 49 подключен к первому выходу 54 сумматора 52, второй выход 55 которого соединен с вторым выходом 21 блока, выходы элементов памяти 43 - 45, а также третий выход 56 сумматора 52 подключены к входам сумматора 53,.выход которого соединен с первым выходом 19 блока.Выход дополнительного сумматора 16 соединен с первым входом 57 второго вычислительного блока 10.Принцип, на котором основана работа устройства, связан с разделением температурного поля ротора и всех его параметров на рве составляющие, Параметры этих составляющих формируются соответствующими вычислительными блоками 9 и 10.Устройство работает следующим образом.Сигнал, пропорциональный начальной температуре ротора, с выхода датчика 3 начальной температуры подается на вход задатчика 4 начальных условий, При включении устройства ключ задатчика начальных условий замкнут, при этом сигнал, пропорциональный значению температуры (р 0 ротора в начальный момент времени, подается в вычислительные блоки 9 и 10 на входы элементов памяти 40 - 42 первого вычислительного блока 9 и на входы элементов памяти 43 - 45 второго вычислительного блока 1 О. После этого происходит отключение ключа задатчика 4 начальных условий,На вход 18 вычислительного блока 9 от датчика 1 температуры пара через аналогоцифровой преобразователь 5 поступает цифровой сигнал, пропорциональный температуре пара, омывающего ротор. Генератор 8 тактовых импульсов через каждый интервал времени М производит кратковременное включение переключателей. На входы сумматора 52 с входа 18 блока 9 и с выходов элементов памяти 40 - 42 соответственно подаются сигналы, пропорциональные значениям первой составляющей температуры обогреваемой поверхности ротора (о в момент времени Т и в моменты (Т - ЬТ), (т. - 2 Ж) и (- Зьт ) На выходе сумматора 52 вырабатывается значение первой составляющей температуры осевой расточки ротора (а ее значения в моменты времени (т. - Д), -2 Ж) и (т. - ЗЖ) с выходов элементов памяти 43 - 45 подаются на входы сумматора 52. Это происходит за счет того, что при каждом срабатывании переключателей, управляемых генератором 8 тактовых импульсов, происходит обмен значениями между элементами памяти таким образом, что в каждый момент времени с выходов сумматора 52 может быть снят сигнал, пропорциональный 1 ор т- , а с выходов элементов памяти 43 - 45 сигналы, пропорциональные соответственно(1 ор т - 1 11 ор" - 2 Ч 1 ор т - 34 Суммирование этих сигналов в сумматоре 53 позволяет получить на его выходе и, соответственно, на выходе блока 9 сигнал, пропорциональный первой составляющей градиента температуры на обогреваембй поверхности ротора - -д - (т), которыйагпоступает на первый вход дополнительного сумматора 16, на второй вход которого с первого выхода 27 вычислительного блока 10 через умножитель 15 поступает сигнал, пропорциональный второй составляющей температуры обогреваемой поверхности ротора 1 , умноженной на критерий Био.На вход вычислительного блока 10 с выхода дополнительного сумматора 16 поступает сигнал, пропорциональный второй сос987123 10 тавляющей градиента температуры на обогреваемой поверхности ротоРа панаев г 11ь В вычислительном блоке 10, который выполнен аналогично вычислительному блоку 9, суммирование величин, пропорциональных ь фгоб ь"гобйрахаИг об Т 2 айа1 Т,-ЗааЧанпозволяет получить на выходе вычислительного блока 10 величину второй составляющей температуры осевой расточки ротора Тг Т Суммирование с весовыми коэффигорциентами величин 1 грТ. , гор Т - т. 6ческих параметров ротора, теплофизических констант его материала,. величины интервала л и могут быть предварительно получены путем решения дифференциальных уравнений в частных производных на ЭЦВМ, при этом никаких ограничений на геометрическую форму ротора в рассматриваемой зоне не накладывается. Таким образом, данное устройство контроля за тепловым состоянием ротора позволяет повысить точность контроля за счет двухмерности температурного поля при переменном коэффициенте теплоотдачи от пара к материалу ротора.1 гор Т - 2 Т1 гйрТ. - ЗЬТ в сумматоре 53 блока 10 позволяет получить на его выходе и на первом выходе 27 вычислительного блока 10 величину второй составляющей температуры обогреваемой поверхности РотоРа 1 гт., котоРаЯ постУпает на второй вход 29 умножителя 15, на первый вход 23 которого от датчика 2 режима работы турбины через аналого-цифровой преобразователь 6 и функциональный преобразователь 11 поступает цифровой сигнал, пропорциональный величине критерия Био.Сигнал с выхода умножителя 15 поступает на дополнительный сумматор 16.Выходная информация устройства формируется выходными сумматорами 12 - 14. В сумматоре 12 происходит суммирование составляющих температуры обогреваемой поверхности ротора, поступающих с выхода аналого-цифрового преобразователя 5, и первого выхода вычислительного блока 10. На сумматор 13 поступают с первого выхода вычислительного блока 9 и второго выхода вычислительного блока 10 сигналы, пропорциональные составляющим температуры осевой расточки ротора. Сигналы, пропорциональные соответственно температуре обогреваемой поверхности ротора с выхода сумматора 12 и температуре осевой расточки ротора с выхода сумматора 13, поступают на входы сумматора 14, где формируется величина разности температур обогреваемой поверхности ротора и осевой расточки.формирование в вычислительных блоках 9 и 10 указанных величин осуществляется за счет подбора соответствующих коэффициентов на входах сумматоров 52 и 53, Эти коэффицценты зависят от геометри 20 25 30 35 40 Формула изобретенияУстройство для контроля прогрева ротора турбины, содержащее датчик температуры пара в характерной точке ротора, подключенный к первому входу вычислительного блока, который выполнен в виде элементов памяти, включенных в последо. вательную цепь с переключателями, связанными с генератором тактовых импульсов, и сумматоров, входы которых соединены с выходами элементов памяти, а выходы подключены к выходу вычислительного блока, и задатчик начальных условий, подключенный через второй вход вычислительного блока к входам элементов памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля путем учета двухмерности температурного поля при переменных условиях теплообмена, в устройство введены второй вычислительный блок, выходные сумматоры и дополнительный сумматор, выход которого соединен с первым входом второго вычислительного блока, один вход соединен с вторым выходом первого вычислительного блока, а второй вход соединен с первым выходом второго вычислительного блока, подключенным также к одному из входов первого выходного сумматора, другой вход которого соединен с датчиком температуры пара, а второй выходной сумматор своими входами подключен к первому выходу первого вычислительного блока и второму выходу второго блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР905501, кл. Р О Р 19/02, 1980.. по дела 113035, Москв филиал ППП Па