CS242450B1

CS242450B1 - Device for heating of steam turbine parts and controlled extraction

Info

Publication number: CS242450B1
Application number: CS846621A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Pokorny
Original assignee: Frantisek Pokorny
Priority date: 1984-09-04
Filing date: 1984-09-04
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS662184A1

Abstract

Zařízení podle vynálezu sestává z připojení obvodu vyhodnocováni teplotního namáháni kovu turbiny k obvodům prohřivání kovu turbiny, které jsou dále připojeny ke vstupu výběrového členu minima. K dalšímu vstupu tohoto výběrového členu minima je připojen funkční měnič, jehož vstup je spojen s obvodem regulace regulačníhh ventilů. Obvod vyhodnocování teplotního namáhání je připojen k obvodům prohřívání kovu turbiny. Tyto obvody jsou dále připojeny ke druhému vstupu výběrového členu minima, k prvnímu vstupu tohoto výběrového členu minima je připojen funkční měnič, jehož vstup je spojen s obvodem regulace regulačních ventilů, s nímž je spojen také vstup elektrohydraulického převodníku regulačnioh ventilů, jehož výstup je dále připojen k těmto regulačním ventilům. Výstup výběrového členu minima je připojen He kontaktu prvního vstupu přepínače, k jehož kontaktu druhého vstupu přepínače je připojen regulátor přepouštěoích ventilů, a konečně výstup přepínače je připojen k elektrohydraulickému převodníku přepouštěoích ventilů, jehož výstup je spojen s těmito přepouštěolmi ventily. Výstup výběrového členu minima je připojen ke kontaktu prvního vstupu přepínače, k jehož kontaktu druhého vstupu je připojen regulátor přepouštěoích ventilů. Výstup přepínače je pak připojen k elektrohydraulickému převodníku přepouštěoích ventilů, jehož výstup tyto přepouštěoí ventily ovládá.The device according to the invention consists of connecting the circuit for evaluating the thermal stress of the turbine metal to the circuits for heating the turbine metal, which are further connected to the input of the minimum selection element. A functional converter is connected to the other input of this minimum selection element, the input of which is connected to the control circuit of the control valves. The circuit for evaluating the thermal stress is connected to the circuits for heating the turbine metal. These circuits are further connected to the second input of the minimum selection element, to the first input of this minimum selection element a functional converter is connected, the input of which is connected to the control circuit of the control valves, to which the input of the electrohydraulic converter of the control valves is also connected, the output of which is further connected to these control valves. The output of the minimum selector is connected to the first input contact of the switch, to the second input contact of which the regulator of the relief valves is connected, and finally the output of the switch is connected to the electrohydraulic converter of the relief valves, the output of which is connected to these relief valves. The output of the minimum selector is connected to the first input contact of the switch, to the second input contact of which the regulator of the relief valves is connected. The output of the switch is then connected to the electrohydraulic converter of the relief valves, the output of which controls these relief valves.

Description

Vynález se týká zařízení, které zajišťuje prohřívání dílů parních turbin s regulovaným odběrem kondenzačním teplem při prodlevě na prohřívaoích otáčkách.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device which provides for the heating of condensing heat-controlled steam turbine components during a delay at the superheat speed.

V současnosti se prohřívání dílů parníoh turbin, a to i tur bin s regulovaným odběrem, provádí po najeti na prohřívaoí otáčky admisní parou, přivedenou z kotle do příslušného dílu parní turbiny vstupními regulačními armaturami. Do turbiny tedy proudí jen tak malé množství páry, aby její otáčky byly minimální, například v rozmezí 1 100 až 1 5θθ ot./min.. Ohřev turbinového tělesa na teplotu sytosti, odpovídající nízkému tlaku, probíhá tedy kondenzačním teplem při vysokém součiniteli přestupu tepla, tzn. velice rychle. Další zvyšování teploty tělesa turbiny probíhá sdílením tepla mezí obtékající parou a kovem tur biny. Vzhledem k malému průtočnému množství páry a z toho plynoucí nízké rychlosti obtékání probíhá tento proces při značně nižším součiniteli přestupu tepla a tedy podstatně pomaleji* Těleso se musí tímto způsobem prohřát na teplotu, která zajišťuje, že při dalším zvyšování otáček až na fázovácí otáčky a následné nafázování a zatížení nedojde k překročení teplotního namáhání.At present, the heating of the steam turbine parts, even the turbo with regulated take-off, is carried out after the overheating of the speed by the admission steam supplied from the boiler to the respective part of the steam turbine through the inlet control valves. Thus, only a small amount of steam flows into the turbine so that its speed is minimal, for example in the range of 1,100 to 1,500θ rpm. The turbine body is heated to a saturation temperature corresponding to a low pressure, thus condensing heat at high heat transfer coefficient. , ie. Very quickly. A further increase in the temperature of the turbine body takes place by sharing heat between the steam and the metal of the turbine. Due to the low flow rate of steam and the resulting low bypass rate, this process proceeds at a considerably lower heat transfer coefficient and thus considerably slower. * The body has to warm up to a temperature that ensures that when the speed increases further up to phase speed and subsequent phasing and the load does not exceed the thermal load.

Z uvedeného vyplývají hlavní nevýhody dosud používaných zapojení k prohřívání turbin. Jsou to především ztráty z provozu najížděného nezatíženého kotle, aniž by byla vyráběna elektrická energie a také značné teplotní namáháni kovu turbiny po nafázování, kdy příslušný díl turbiny není ještě dostatečně prohřát. Tato okolnost vede ke snižování životnosti tělesa parní turbiny.This implies the main disadvantages of the hitherto used to heat turbines. These are primarily losses from the operation of an unloaded boiler without running electrical power and also considerable thermal stress on the turbine metal after phasing, when the respective part of the turbine is not yet sufficiently heated. This circumstance leads to a reduction in the service life of the steam turbine body.

Tyto nevýhody v podstatě odstraňuje zařízení k prohřivání dílů parníoh turbin, sestávající z obvodu vyhodnocování teplotního namáhání, z obvodu regulace regulačních ventilů,These disadvantages are essentially eliminated by the device for heating the parts of the steam turbines, consisting of a circuit for evaluating the thermal stress, a circuit for regulating the control valves,

242 430 z obvodů prohřívání kovu turbiny, z regulátoru přepouětěoíoh ventilů, ze sady převodníků, výběrového členu minima, funkčního měniče a z přepínače. Jeho podstatou je připojení obvodu vyhodnocování teplotního namáhání kovu turbiny k obvodům prohřívání kovu turbiny, které jsou dále připojeny ke vstupu výběrového členu minima· K dalšímu vstupu tohoto výběrového Členu minima je připojen funkční měnič, jehož vstup je spojen a obvodem regulace regulačních ventilů. Obvod vyhodnooování teplotního namáhání je připojen k obvodům prohřívání kovu turbiny. Tyto obvody jsou dále připojeny ke druhému vstupu výběrového členu minima, k prvnímu vstupu tohoto výběrového členu minima je připojen funkční měnič, jehož vstup je spojen s obvodem regulaoe regulačníoh ventilů, s nímž je spojen také vstup elektrohydraulického převodníku regulačních ventilů, jehož výstup je dále připojen k těmto regulačním ventilům. Výstup výběrového členu minima je připojen ke kontaktu prvního vstupu přepínače,k jehož kontaktu druhého vstupu přepínače je připojen regulátor přepouětě cích ventilů, a konečně výstup přepínače je připojen k elektrohydraulickému převodníku přepouětěoíoh ventilů, jehož výstup je spojen s těmito přepouštěoími ventily. Výstup výběrového členu minima je připojen ke kontaktu prvního vstupu přepínače, k jehož kontaktu druhého vstupu je připojen regulátor přepouštěcích ventilů. Výstup přepínače je pak připojen k elektro hydraulickému převodníku přepouětěoíoh ventilů, jehož výstup tyto přepouštěcí ventily ovládá.242 430 from turbine metal heating circuits, from a valve overload controller, from a set of transducers, a minimum selector, a functional converter, and a switch. Its essence is to connect the turbine metal thermal stress evaluation circuit to the turbine metal heating circuits, which are further connected to the input of the minimum selector member. The next input of this minimum selector member is connected to a functional inverter whose input is connected to the control valve control circuit. The thermal stress evaluation circuit is connected to the turbine metal heating circuits. These circuits are further connected to the second input of the minimum selector member, to the first input of this minimum selector is connected a functional converter whose input is connected to a control valve control circuit, which is also connected to an electrohydraulic control valve converter input. to these control valves. The output of the minimum selector is connected to the first switch input contact, to which the overflow valve controller is connected to the second switch input contact, and finally the switch output is connected to the electrohydraulic valve transfer converter, the output of which is connected to these bypass valves. The output of the minimum selector is connected to the contact of the first input of the switch, to whose contact of the second input is connected the bypass valve controller. The switch output is then connected to an electro-hydraulic valve transfer converter whose output controls these transfer valves.

Výhodou při použití zařízení k prohřívání dílů parních turbin s regulovaným odběrem je především zkráoení doby prohřevu tělesa turbiny, vyšší prohřátí jeho kovu a bezpečné najetí turbiny na jmenovité otáčky a její zatěžování.The advantage of using a device for heating the parts of steam turbines with controlled demand is mainly to reduce the time of heating of the turbine body, higher heating of its metal and safe start of the turbine to the rated speed and its loading.

Přiklad praktického provedení zařízení k prohřívání dílů parních turbin s regulovaným odběrem podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, kde\ znázorněno ve formě blokového sohéma zapojení jednotlivých prvků zařízení.An example of a practical embodiment of the device for heating the parts of the steam turbines with controlled extraction according to the invention is shown in the attached drawing, where it is shown in the form of a block diagram of the individual elements of the device.

Podle tohoto příkladu provedení sestává zařízení podle vynálezu z obvodu 4 vyhodnooování teplotního namáhání, z obvodu Ί. regulace regulačníoh ventilů, z obvodů 2 prohřívání kovu turbi- 3According to this embodiment, the device according to the invention consists of a circuit 4 for evaluating the thermal stress, a circuit obvodu. regulation of regulating valves, from turbo-3 metal heating circuits 2

242 450 ny, z regulátoru £ přepouštěoích ventilů, z elektrohydraulického převodníku 11 regulačních ventilů, z elektrohydraulického přo vodníku 3,1 přepouštěoíoh ventilů, z výběrového členu 21 minima, z funkčního měniče 34 a z přepínače £2· Obvod £ regulace regulaČ nich ventilů zajišťuje ve věech provozních stavech správnou polohu regulačních ventilů 12, odpovídající potřebám regulované ve ličiny. Do nafázování jsou regulovanou veličinou otáčky, po nafázování např. elektrický výkon nebo jiná veličina. Obvody 2. pro hřívání kovu turbiny zajišťují zavírání přepouštěoích ventilů 32 po dosažení prohřívaoíoh otáček. Regulátor £ přepouštěoích ventilů zajišťuje po nafázování změny polohy přepouštěoích ventilů 32 podle požadavků tlaku páry v odběru. Elektrohydraulioký převodník 11 regulačních ventilů zajišťuje převod signálu z obvodu £ regulace regulačních ventilů na tyto regulační ventily 12. Elektrohydraulioký převodník 31 přepouštěoích ventilů zajišťuje převod signálu z regulátoru £ přepouštěoích ventilů nebo z obvodu £ regulaoe regulačních ventilů na vlastní přepouětěcí ventily 32. Přepínač 33 zajišťuje přepínání signálu z obvodu £ regulace regulačních ventilů nebo signálu z regulátoru £ přepouštěcích ventilů na elektrohydraulický převodník 31 přepouštěoích ventilů 32. Funkční měnič 34 realizuje pevnou vazbu mezi obvodem £ regulace regulačních ventilů a přepouštěeími ventily 32. Obvod £ regulace regulačních ventilů je svým výstupem 101 připojen jednak ke vstupu 111 elektrohydraulického převodníku 11 regulačních ventilů a jednak ke vstupu 341 funkčního měniče 34. Výstup 342 tohoto funkčního měniče 34 je připojen k prvnímu vstupu 211 výběru minima, a druhý vstup 212 výběru minima je při pojen k výstupu 201 obvodů 2 prohřívání kovu turbiny. Ke vstupu 202 obvodů £ prohřívání kovu turbiny je připojen výstup 401 obvodu 4 vyhodnocování teplotního namáhání. Výstup 213 výběru minima je připojen k prvnímu vstupu 331 ^a tím ke kontaktu A přepínače £2, k jehož druhému vstupu 332 a tím i ke kontaktu B je připojen výstup 301 regulátoru £ přepouštěoíoh ventilů. Výstup 333 přepínače 33 je připojen ke vstupu 311 elektrohydraulického převodníku 31 přepouštěoíoh ventilů. Výstup 112 elektrohydrauliokého převodníku 11 regulačních ventilů je připojen242 450 ny, from overflow valve regulator 6, from electro-hydraulic converter 11 of control valves, from electro-hydraulic transmitter 3.1, from overflow valve 21, from selector 21 minimum, from inverter 34 and from switch 2. in all operating states, the correct positioning of the control valves 12, corresponding to the needs of the controlled component. The speed to be phased is the controlled variable, after the phasing, for example, the electric power or other variable. Turbine metal heating circuits 2 close the bypass valves 32 once the engine has warmed up. The relief valve regulator 6, after phasing in, provides a change in the position of the relief valves 32 according to the vapor pressure requirements of the off-take. The electrohydraulic converter 11 regulates the signal from the control valve circuit 6 to these control valves 12. The electrohydraulic valve 31 transducer provides the signal transfer from the relief valve regulator 8 or from the control valve control circuit 8 to the transfer valve 32 itself. The control valve 34 establishes a strong link between the control valve circuit 6 and the bypass valves 32. The control valve circuit 6 is connected with its output 101 on the one hand. to the input 111 of the electrohydraulic transducer 11 of the control valves and to the input 341 of the functional inverter 34. The output 342 of this functional inverter 34 is connected to the first and a second minimum selection input 212 is coupled to the output 201 of the turbine preheating circuit 2. An input 401 of the thermal stress evaluation circuit 4 is connected to the input 202 of the turbine metal heating circuits. The minimum selection output 213 is connected to the first input 331 ^and thereby to the contact A of the switch 62, to the second input 332 and thereby to the contact B is connected the output 301 of the valve transfer regulator 64. The output 333 of the switch 33 is connected to the input 311 of the electrohydraulic valve transfer converter 31. The output 112 of the control valve 11 electrohydraulic converter is connected

- 4 242 450 k ovládacím prvkům regulačních ventilů 12 a výstup 312 elektrohydraulického převodníku 31 přepouětěoíoh ventilů je připojen k ovládacím prvkům přepouštěoích ventilů 32.4,242,450 to control valve control elements 12 and output 312 of electrohydraulic valve transfer converter 31 is coupled to relief valve control elements 32.

Při najíždění na prohřívaoí otáčky je v činnosti obvod 1_ regulace regulačních ventilů, jehož signál je z jeho výstupu 101 přenášen jednak na vstup 111 elektrohydrauliokóho převodníku 11 regulačních ventilů a jednak na vstup 3**1 funkčního měniče 34.When the overheating speed is started, the control valve control circuit 7 is operated, whose signal is transmitted from its output 101 to the input 111 of the electrohydraulic converter 11 of the control valves and to the input 3 ** 1 of the functional converter 34.

Z výstupu 342 tohoto funkčního měniče 34, který zajišťuje pevnou vazbu mezi regulačními a přepouštěcími ventily 12, 3^» J® signál obvodu χ regulaoe regulačníoh ventilů přenášen na vstup 211 výběrového členu 21 minima a na druhý vstup 212 tohoto výběrového členu 21 minima je současně přiváděn signál z obvodů 2_ prohřívání kovu turbiny. Protože v době najíždění turbiny na prohřívaoí otáčky je signál z obvodů 2 prohřívání kovu turbiny maximální, nepůsobí změnu činnosti výběrového členu 21 minima. Proto signál na výstup 213 výběrového členu 21 minima odpovídá signálu, vysílanému z výstupu 342 funkčního měniče 34 a prochází přes kontakt A prvního vstupu 331 přepínače 33 až na vstup 311 elektrohydraulického převodníku 31 přepouštěoích ventilů.From the output 342 of this functional transducer 34, which provides a strong coupling between the control and bypass valves 12, 13, the signal of the control valve circuit is transmitted to the input 211 of the minimum selector 21 and simultaneously to the second input 212 of the minimum selector 21 a signal is supplied from the heating metal circuit 2 of the turbine. Since the signal from the turbine metal superheat circuit 2 is maximum at the time the turbine is approaching the superheat speed, it does not cause a change in the operation of the minimum selection member 21. Therefore, the signal at the output 213 of the selector 21 corresponds to the signal emitted from the output 342 of the functional converter 34 and passes through the contact A of the first input 331 of the switch 33 to the input 311 of the electrohydraulic converter 31 of the relief valves.

Po dosažení prohřívaoíoh otáček vstupuji v činnost obvody 2_ prohřívání kovu turbiny, se snižuje jejiolj^rýstupni signál, vystupující z výstupu 201 obvodů 2 prohřívání jcovu turbiny a vstupující do výběrového členu 21 minima. V tomto výběrovém členu 21 minima způsobí změnu jeho činnosti, takže na jeho výstupu 213 se objeví v hodnotě, která způsobí prostřednictvím přepínače 22. a elektrohydrauliokého převodníku 31 přivírání přepouětěoíoh ventilů 32. To znamená, že tyto přépouštěoí ventily 32 jsou zavřeny více, než vyžaduje do té doby pomooí funkčního měniče 34 zajišťovaná pevná vazba mezi regulačními a přepouŠtěoími ventily 12, 32. Jestliže dojde v průběhu prohřívání kovu turbiny fe, překročení teplotního namáhání, přeruší obvod 4. vyhodnocování teplotního namáhání další činnost obvodů 2 prohřívání kovu turbiny, a tím zastaví přépouštěoí ventily 32 v okamžité poloze. Po poklesu teplotního namáhání,pod dovolenou mez uvolní obvod 4 vyhodnocování teplotního namáhání další činnost obvodů £ prohří váni kovu turbiny, který pak pokračuje v přivírání přepouětěoíoh . 5 ventilů 32. 242 450Upon reaching the superheat speed, the turbine metal heating circuits 2 operate, reducing the input signal output from the turbine heating circuit 2 and entering the minimum selection member 21. In this pick-up member 21, the minimum causes a change in its operation so that it appears at its output 213 at a value that causes the valve 32 to close to the valve 32 by means of the switch 22. and the electrohydraulic converter 31. In the meantime, a fixed coupling between the control and relief valves 12, 32 is provided by the functional converter 34. If the thermal stress is exceeded during the heating of the metal of the turbine, the thermal stress evaluation circuit 4 interrupts the further operation of the turbine metal heating circuit 2. Relief valves 32 in the instantaneous position. After the temperature stress has dropped, below the allowable limit, the thermal stress evaluation circuit 4 releases further operation of the turbine metal heat-up circuitry 4, which then continues to close the overflows. 5 valves 32. 242 450

Po ukončení prohřevu zajistí obvody 2_ prohřívání kovu turbiny vhodnou polohu přepouštěcích ventilů pro další najíždění. Samotné najíždění na jmenovité otáčky provádí obvod £ regulace regulačních ventilů 12.Upon completion of the heating, the turbine metal heating circuits 2 will provide a suitable position for the bypass valves for further start-up. The nominal speed is controlled by the control valve control circuit 12.

Po nafázování se ručním zásahem přepne přepínač 33 na kontakt B druhého vstupu 332 přepínače 33, takže signál z regulátoru £ přepouštěoíoh ventilů prochází na výstup 333 přepínače 33 a přepouštěcí ventily. 32 jsou tedy řízeny regulací tlaku v odběru. Přepínač 33 je uzpůsoben tak, že vždy v situaci odf ázováno přepíná prioritně na kontakt A prvního vstupu 331, tedy do polohy, v níž je zajištěna pevná vazba mezi regulačními a přepouště čími ventily 12, 32. Tímto způsobem je ve spojení s funkoí výběrového členu 21 minima zajištěno,'že v odfázovaném stavu se zavřou přepouštěoí ventily 32 vždy, když se zavřely regulační ventily 12.After phasing, the switch 33 is switched to contact B of the second input 332 of the switch 33 so that the signal from the valve overflow regulator 6 passes to the output 333 of the switch 33 and the overflow valves. 32 are thus controlled by regulating the pressure in the take-off. The switch 33 is configured so that, in a phased-out situation, it always switches to contact A of the first inlet 331, that is to say, in a position in which a fixed coupling between the control and bypass valves 12, 32 is ensured. It is ensured that in the phased-out state the overflow valves 32 close each time the control valves 12 are closed.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

242 450

Apparatus for heating demand-controlled steam turbine components, consisting of a thermal stress evaluation circuit, a control valve control circuit, a turbine metal heating circuit, a overflow valve regulator, a converter set, a minimum selector, a functional converter and a switch indicated therein characterized in that the thermal stress evaluation circuit (4) is connected to the turbine metal heating circuits (2), which are further connected to the second input (212) of the minimum selection member (21) and that to the first input (211) of this selection member (21) ) a functional inverter (34) is connected, the input (341) of which is connected to the control valve control circuit (1), which is also connected to the input (111) of the control valve electrohydraulic converter (11), whose output (112) is further connected to these control valves (12), and that the outlet (213) of the minimum selection member (21) is e.g. connected to the contact (a) of the first input (331) of the switch (33), to whose contact (B) of the second input (332) of the switch (33) is connected the overload valve controller (3), and finally 33) is connected to an electrohydraulic valve transfer converter (31) whose outlet (312) is connected to these transfer valves (32).