Трухний А.Д. Паротурбинная установка блоков Балаковской АЭС

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 5.14. Блок стопорно-регулирующих клапанов:

/ -- переключающее устройство, 2 — муфта с крестовиной; 3,9 — распределительные устройства; 4 — лопасть; 5 — сервомотор стопорного клапана;

6 -- расхаживающее устройство; 7 — выключатель; 8 — рычаг; 10 — элсктрогидравлический преобразователь электрогидравлической системы

регулирования; // — сервомотор регулирующих клапанов; 12 — предохранительный клапан

180 СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ [Гл. 5

Из ЦВД пар направляется в четыре СПП, откуда

после сепарации и двухступенчатого перегрева

поступает в два ресивера, из которых питаются три

ЦНД. К каждому ЦНД пар подводится двумя паро-

проводами, на которых непосредственно перед ЦНД

установлены поворотные регулирующие

заслонки промперегрева. На некоторых тур-

бинах К-1000-5,9/25-2, в частности на блоке № 4

Балаковской АЭС, кроме того, на ресиверах установ-

лены поворотные отсечные (стопорные) заслонки.

Стопорные клапаны и отсечные заслонки явля-

ются исполнительными органами системы защиты.

Регулирующие клапаны и заслонки промперегрева

управляются системами регулирования и защиты.

Стопорные клапаны, отсечные и регулирующие

заслонки перемещаются индивидуальными одно-

сторонними пружинными сервомотора-

ми. Каждая пара регулирующих клапанов, распо-

ложенных по одну сторону турбины, управляется

одним общим двухсторонним главным сер-

вомотором через кулачковые распределительные

устройства. Так как турбина выполнена с дроссель-

ным парораспределением, то все регулирующие

клапаны движутся синхронно и параллельно.

Блок стопорно-регулируюших клапанов.

Общий вид блока стопорно-регулирующих клапа-

нов показан на рис. 5.14. Стопорный клапан пере-

мещается своим сервомотором 5 через рычаг 8

с шаровым шарниром на центральной маятниковой

опоре. Один конец рычага сочленен со штоком сер-

вомотора, а второй имеет вилку, охватывающую

ползун, соединенный со штоком стопорного кла-

пана шаровым шарниром (см. рис. 5.16).

Поступательное движение поршня главного сер-

вомотора 11 регулирующих клапанов с помощью

реечной передачи преобразуется в поворот валов

распределительных устройств, которые смонтиро-

ваны на корпусах стопорно-регулирующих клапа-

Рис. 5.15. Распределительное устройство:

1 — рама; 2 — подшипник; 3 — ось рычага; 4 — рычаг; 5 — вал; б — кулак; 7 — ролик рычага; 8 — ось ролика

нов. Распределительное устройство 3, на

раме которого закреплен главный сервомотор, связа-

но с валом шестерни реечной передачи муфтой

с крестовиной 2, а с другим распределительным

устройством 9 лопастью 4 с муфтами. Такое соеди-

нение дает возможность компенсировать расцен-

тровку и перекос соединяемых валов.

На блоке стопорно-регулирующих клапанов

установлены электрогидравлический преобразо-

ватель ЭГСР 10, переключающее / и расхаживаю-

щее 6 устройства, предохранительный клапан 12

и выключатель 7. Их назначение и конструкции

будут рассмотрены в § 5.4 и 6.7.

На крышке сервомотора стопорного клапана

закреплен кронштейн, на котором смонтированы

концевые выключатели, фиксирующие крайние

положения стопорного клапана и передающие соот-

ветствующие сигналы в систему защиты энерго-

блока и на БЩУ. Для фиксации полного закрытия

регулирующих клапанов также предусмотрены кон-

цевые выключатели.

Распределительное устройство. Литая рама 1

распределительного устройства (рис. 5.15) мощ-

ным зубом опирается на корпус стопорно-регули-

рующего клапана, фиксируется выступом и кре-

пится болтами. Кулак 6, посаженный на вал 5, нахо-

дится в контакте с роликом 7 углового рычага 4,

другой конец которого приводит в движение пол-

зун, связанный со штоком регулирующего клапана

шаровым шарниром. Ползун нагружен пружинами,

обеспечивающими закрытие клапана (рис. 5.16).

Вал, ось рычага 3 и ось ролика 8 установлены

в двухрядных радиально-сферических подшипни-

ках 2, для смазывания которых применяется смазка

ЦИАТИМ-221.

Вал, кулак, оси и ролик изготовлены из хромо-

молибденовой стали с последующим азотировани-

ем, рычаг — из углеродистой стали.

Стопорно-регулирующий клапан (СРК).

В комбинированном стопорно-регулирующем кла-

пане (рис. 5.16) оба клапана опираются на одно и то

же седло 2: стопорный клапан — на верхнюю часть

седла, а регулирующий — на нижнюю. На нижнем

конце штока каждого клапана выполнены разгру-

зочные клапаны, с помощью которых они раз-

гружаются от паровых усилий.

Стопорный клапан 5 имеет внешнюю раз-

грузку: открытие его разгрузочного клапана б при

Рис. 5.16. Стопорно-регулирующий клапан:

/ — корпус; 2 — седло; 3 — регулирующий клапан (РК); 4 — разгрузочный клапан РК; 5 — стопорный клапан (СК); 6 — разгрузочный

клапан СК; 7 — шток РК; 8 — шток СК; 9 — ползун СК; 10 — ползун РК; 11 — рычаг распределительного устройства, 12 — пружины;

13 — маятниковая опора; 14 — рычаг привода СК; 15 — уплотнение; 16 — разгрузочный цилиндр; 17 — паровое сито

§ 5.3] ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТУРБИНЫ К-1000-5,9/25-2 Ш_

182 СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (Гл. 5

закрытом и достаточно плотном регулирующем кла-

пане 3 выравнивает давления перед стопорным кла-

паном и за ним. Разгрузка регулирующего

клапана внутренняя: при открытии его разгру-

зочного клапана 4 снижается давление над клапа-

ном, куда пар поступает через узкий кольцевой за-

зор между стопорным и регулирующим клапанами.

Такое сочетание способов разгрузки обеспечивает

паровую блокировку открытия стопорного

клапана: при открытом или неплотном регулирую-

щем клапане давление под стопорным клапаном не

может повыситься настолько, чтобы сервомотор сто-

порного клапана мог оторвать его от седла.

Клапаны перемещаются своими сервомоторами

посредством соосных штоков — шток 7 регулирую-

щего клапана проходит внутри трубчатого штока 8

стопорного клапана.

Регулирующий клапан имеет паровое нагру-

жен ие, которое осуществляется паром, протекаю-

щим через переменный зазор между буртиком на

нижней части чашки стопорного клапана и кониче-

ской наружной поверхностью разгрузочного цилин-

дра 16 регулирующего клапана. Зазор возрастает

с подъемом клапана так, что при верхнем положе-

нии стопорного клапана паровые усилия, действую-

щие на регулирующий клапан, направлены вниз во

всем диапазоне хода клапана. Этим устраняется

осевая вибрация регулирующего клапана, которая

могла бы привести к обрыву штока клапана. Клапан

открывается рычагом // распределительного уст-

ройства, а закрывается пружинами 12.

Стопорный клапан удерживается от вращения

паровым потоком силой трения между клапаном

и крышкой, к которой он прижимается сервомото-

ром. Регулирующий клапан фиксируется по отно-

шению к стопорному двумя зубьями, входящими

в продольные пазы на внутренней поверхности сто-

порного клапана. Чтобы предотвратить закручива-

ние потока и образование кольцевого вихря, в кор-

пусе клапана отлито вертикальное ребро.

Для уплотнения штоков в крышке клапана уста-

новлены лабиринтные втулки, а на штоке регули-

рующего клапана выполнены кольцевые канавки.

Прошедший через уплотнение 15 пар отводится в IV

и V отборы и отсасывается эжектором уплотнений.

Стопорный клапан в работе может занимать

одно из двух положений — нижнее (полностью

закрыт) или верхнее (полностью открыт).

Стопорный и регулирующий клапаны могут

перемещаться на полный ход независимо один от

другого при любом положении каждого из них.

Вместе с независимостью их приводов это придает

им почти такую же надежность, какую имеют раз-

дельно стоящие стопорный и регулирующий кла-

паны, но при почти вдвое меньшей потере давления

при полной нагрузке турбины. Некоторое снижение

надежности связано с тем, что попадание под кла-

пан твердого предмета выводит из строя одновре-

менно оба клапана. Как показал многолетний опыт

эксплуатации, эта опасность практически устраня-

ется установкой в корпусе клапана прочного паро-

вого сита 17, выполненного из жаропрочной нержа-

веющей стали.

Стопорный и регулирующий клапаны, их штоки,

ползуны и шарнирные опоры изготовлены из хро-

момолибденовой стали. Поверхности этих деталей

упрочнены азотированием для повышения износо-

стойкости и устойчивости к эрозии.

Седло, выполненное из жаропрочной нержавею-

щей стали, посажено в расточку корпуса / и начека-

нено по всей окружности.

Характеристика СРК

Стопорный клапан:

диаметр, мм 600

ход, мм 110

диаметр штока, мм 100

Разгрузочный клапан СК:

диаметр, мм 180

ход, мм 7

Регулирующий клапан:

диаметр, мм 480

максимальный ход, мм 125

Разгрузочный клапан РК:

диаметр, мм 150

ход, мм 12

Регулирующая заслонка промперегрева. Не

имеющий разъемов литой корпус / поворотной

регулирующей заслонки промперегрева Ду 1200

(рис. 5.17) вварен в трубопровод подвода пара к

ЦНД из ресивера за СПП. К корпусу через опору 7,

плиту 8 и корпус промежуточной передачи 5, соеди-

няющей вал шестерни реечной передачи с валом

заслонки,крепится сервомотор 6 привода заслонки,

Угол между осями сервомотора и подводящего

паропровода составляет 30°.

Вал 2 заслонки, на котором посредством плот-

ной посадки и штифтов 9 закреплен затвор 3, опи-

рается на двухрядные роликовые подшипники 4,

установленные в расточках корпуса. В пазу затвора

заложены и заштифтованы уплотнительные полу-

кольца 13, которые в закрытом положении заслонки

упираются в кольцевое седло 12. Седло также

§ 5 3] ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТУРБИНЫ К-1000-5,9/25-2 183

Рис. 5.17. Поворотная регулирующая заслонка (начало):

/ — корпус заслонки; 2 — вал, 3 — затвор, 4 — роликовый подшипник, 5 — корпус проме-

жуточной передачи, 6 — сервомотор, 7 — опора, 8 — плита, 9 — штифт, 10 — упругий упор,

11 — болт, 12 — седло, 13 — уплотнительное полукольцо

184 СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ [Гл 5

состоит из двух полуколец, прикрепленных к кор-

пусу болтами //.

Сервомотор через реечную и промежуточную

передачи поворачивает вал заслонки на 90°. В кон-

це хода на открытие вал упирается своим уступом

в упругий упор 10, выполненный в виде перфори-

рованной втулки. Дальнейший поворот вала сопро-

вождается небольшим (менее 1,5 мм) сжатием

упругого элемента до тех пор, пока шток сервомо-

тора не упрется в крышку. Усилие сжатия, состав-

ляющее 10—15 % перестановочной силы сервомо-

тора, создает крутящий момент, обеспечивающий

силовое замыкание люфтов в передаче от сервомо-

тора к валу заслонки, чем исключается вибрация

затвора в паровом потоке.

Корпус и затвор заслонки отлиты из стали 25Л.

Вал выполнен из хромомолибденовой стали

с последующим азотированием. Опоры под-

шипников, детали уплотнения вала, седло и уплот-

нительные полукольца изготовлены из нержа-

веющей стали.

5.4. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТУРБИНЫ

К-1000-5,9/25-2

Турбина К-1000-5,9/25-2 оснащена комбини-

рованной системой регулирования, состоящей

из основной — электрогидравлической системы

регулирования (ЭГСР) и резервной — гидравличе-

ской системы регулирования (ГСР). Обе системы

имеют общую гидравлическую исполнительную

часть; ЭГСР выполнена с электронной управ-

ляющей частью, а ГСР — с гидравлической.

Рис. 5.17. Поворотная регулирующая заслонка (окончание)

§ 5.4] РЕГУЛИРОВАНИЕ ТУРБИНЫ К-1000-5,9/25-2 185

5.4.1. Электрогидравлическая

система регулирования

Начиная с турбины К-500-5,9/25 блока № 5 Но-

воворонежской АЭС, ХТЗ оснащает выпускаемые

им турбины автоматизированными сис-

темами управления (АСУТ). В состав АСУТ-

1000-2Р турбины К-1000-5,9/25-2 входит показан-

ная на рис. 5.18 электрогидравлическая

система регулирования, обеспечивающая

пусковые, эксплуатационные и противоаварийные

режимы управления турбиной с поддержанием на

заданном уровне параметров турбоустановки (час-

тоты вращения ротора, мощности, давления свеже-

го пара), а также связи с внешними системами.

ЭГСР турбины, структурная схема которой

представлена на рис. 5.19, состоит из электронной

управляющей и гидравлической исполнительной

частей.

В электронную часть ЭГСР (ЭЧ ЭГСР) входят:

• управляющий вычислительный комплекс

(УВК);

• согласующие устройства (СУ);

• пульт управления и отображения информа-

ции;

• датчики положения главных сервомоторов и

их отсечных золотников;

• электромеханические преобразователи (ЭМП-

А(Б)).

Трехканальный УВК выполнен на базе микро-

электронной вычислительной техники и предназна-

чен для программно-аппаратной обработки стан-

дартных входных аналоговых сигналов (0—5 мА),

входных и выходных дискретных сигналов (24—

27 В) и программной реализации алгоритма работы

ЭГСР.

Трехканальные СУ ЭГСР предназначены для ап-

паратной обработки нестандартных входных сигна-

лов (частоты вращения и активной электрической

мощности турбогенератора) и выдачи управляю-

щих сигналов на ЭМП-А(Б).

ЭМП-А(Б) связывают СУ ЭГСР с гидравличе-

ской частью системы регулирования, входя в состав

электрогидравлических преобразовате-

лей (ЭГП-А(Б)), и осуществляют преобразование

управляющих сигналов (токов) от ЭЧ ЭГСР в пере-

мещение штоков ЭГП-А(Б) и тем самым в измене-

ние давления в линиях управления ЭГСР.

Троированные датчики положения сервомоторов

и отсечных золотников выдают сигналы обратной

связи для формирования управляющих токов на

ЭГП-А(Б).

В гидравлическую часть ЭГСР (ГЧ ЭГСР) входят:

• переключающие устройства (ПУ-А(Б)) рода

работы (ЭГСР—ГСР);

• отсечные золотники (ОЗ-А(Б));

• главные сервомоторы (ГСМ-А(Б));

• электрогидравлические преобразователи;

• гидравлические ограничители скачка нагрузки

и темпа ее изменения (ГОТС-А(Б)).

Гидравлическая исполнительная часть ЭГСР

входит в состав резервной гидравлической

системы регулирования, которая при выходе

из строя ЭЧ ЭГСР может работать самостоятельно.

Для этого в ее состав включены:

• импеллер — гидравлический датчик частоты

вращения;

• регулятор частоты вращения (РЧВ);

• механизм управления турбиной;

• электрогидравлический преобразователь ГСР.

При нормальной работе ЭГСР гидравлическая

система регулирования находится в стерегущем

режиме и не оказывает влияния на работу турбоаг-

регата. При потере работоспособности ЭГСР (отка-

зе датчиков, исчезновении их питания и др.) управ-

ление турбиной автоматиче ски передается ГСР

выдачей команды от ЭЧ ЭГСР на перевод пере-

ключающих устройств в положение «ГСР».

Обратный переход с резервной системы на основ-

ную осуществляется по команде оператора с БЩУ.

Для безударного перехода с ЭГСР на ГСР реали-

зованный в ЭЧ ЭГСР регулятор соотноше-

ния давлений выравнивает давление в линии

управления ГСР с давлением в линии управления

ЭГСР. Регулятор автоматически включается в рабо-

ту после перевода ПУ-А(Б) в положение «ЭГСР».

Между линиями управления ЭГСР и ГСР уста-

новлены предохранительные клапаны, вы-

полняющие роль гидравлических ограничи-

телей скачка нагрузки и темпа ее

последующего изменения. Когда давление

масла в линии управления ЭГСР превысит давление

в линии управления ГСР на 0,17—0,2 МПа (1,7—

2,0 кгс/см ), клапан вступит в работу и ограничит

значение наброса мощности, вызываемого ростом

давления в линии управления ЭГСР в случае отказа

ЭЧ ЭГСР.

При управлении регулирующими клапанами

турбины от ЭГСР переключающие устройства со-

единяют отсечные золотники главных сервомото-

ров с линиями управления ЭГСР-А(Б) и отключают

их от линий управления ГСР.

Формирование управляющего тока I

А(Б)

на ЭГП-А

и ЭГП-Б выполнено раздельно по трехканальной

схеме.

186 СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ [Гл. 5

§ 5.4] РЕГУЛИРОВАНИЕ ТУРБИНЫ К-1000-5,9/25-2 187_

Рис. 5.18. Электрогидравлическая сис-

тема регулирования и защиты турбины

К-1000-5,9/25-2:

/ — выключатель стопорного клапана (СК);

2 — сервомотор СК; 3 — устройство расха-

живания СК на часть хода; 4— распредели-

тельное устройство; 5 — стопорно-регули-

рующий клапан; 6— главный сервомотор

регулирующих клапанов; 7 — переключаю-

щее устройство; 8 — гидравлический ограни-

читель скачка нагрузки и темпа ее изменения;

9 — ЭГП ЭГСР; 10 — регулирующая заслон-

ка (РЗ); // — расхаживающее устройство РЗ;

12 — сервомотор РЗ; 13 — защитное устрой-

ство; 14 — фильтр низкого давления; 15 —

фильтр высокого давления; 16 — маслонасос

регулирования; 17 — пневмогидроаккумуля-

тор низкого давления; 18 — пневмогидроак-

кумулятор высокого давления; 19 — устрой-

ство переключения скорости открытия серво-

моторов РЗ; 20 — маслосбрасывающее уст-

ройство; 21 — ЭГП ГСР; 22 — механизм

управления турбиной; 23 — регулятор часто-

ты вращения ГСР; 24— импеллер; 25 — раз-

гонное устройство; 26 — золотники автомата

безопасности (ЗАБ); 27— кольца автомата

безопасности; ДМБ — демпферный маслобак;

БРФ — блок релейной форсировки

Силовая линия

высокого давления

Силовая линия

пониженного

давления

Линии управления

сервомоторами

от

ГСР

Линии управления

сервомоторами

от ЭГСР

Импульсная линия

защитных устройств

Линия управления

регулирующими

заслонками

Линии защиты

стопорных клапанов

Линия расхаживания

стопорных клапанов

Линия гидравлических

связей

Связь электрическая

Линия слива

Рис. 5.19. Структурная схема ЭГСР:

КАГ-24 — выключатель генератора; ВВ — высоковольтный выключатель; ИПА — импульсная противоаварийная автоматика; ПА — противоава-

рийная автоматика, АРМ — автоматический регулятор мощности реактора: ТЗ — технологические защиты; ПЗ — предварительная защита;

УРБ — ускоренная разгрузка блока; ПЧК — преобразователь частота—код; РСД — регулятор соотношения давлений; ПАМ — преобразователь

активной мощности, ДЧВ — датчик частоты вращения; ДП — датчик положения