Защита турбины от осевого сдвига

При чрезмерном осевом сдвиге ротора возникают задевания вращающихся деталей о неподвижные, приводящие к разогреву и тепловым деформациям соприкасающихся деталей, что вызывает разбалансировку ротора, усиленную вибрацию турбины и прогрессирующее развитие задеваний вплоть до полного ее разрушения.

В качестве импульса для срабатывания системы защиты по осевому сдвигу служит значительное перемещение гребня упорного подшипника, например, при расплавлении баббитовой заливки колодок.

В мощных турбинах чаще всего применяют электромагнитный датчик (рисунок 1.15), посылающий при опасном смещении ротора импульс на электромагнитный выключатель 13 (рисунок 1.14); он перемещает золотник 14, который обеспечивает срабатывание золотников регулятора безопасности 17 и всей системы защиты.

 

 

Технологические схемы реализующие программы регулирования мощности энергоблока двухконтурных АЭС с турбинами на насыщенном паре (программа с постоянным давлением 2-го контура)

 

Вводные замечания

В предыдущих подразделах были рассмотрены способы регулирования и поддержания на заданном уровне мощности ядерного реактора и электрической мощности генератора. Для реализации тех или иных способов регулирования реактора и турбоагрегата предусмотрены их системы регулирования.

Наряду с этим между указанными системами необходимо предусмотреть соответствующие связи. Эти связи должны обеспечить взаимосогласованные действия систем. Действительно, каждому уровню мощности реактора соответствует вполне определенный уровень мощности электрогенератора и наоборот. Поэтому система регулирования энергоблока в целом должна контролировать параметры ядерного реактора и турбоагрегата и приводить их в строгое соответствие. В этой связи системы регулирования реактора и турбоагрегата следует рассматривать как подсистемы единой системы регулирования энергоблока.

 

Система регулирования энергоблока должна реагировать на возможные возмущения как со стороны энергосети (для энергоблока это внешние возмущения), так и на внутренние возмущения - либо в ППУ, либо в ПТУ.

При этом система регулирования должна поддерживать на заданном уровне либо мощность реактора, либо мощность генератора электроэнергии, л ибо частоту тока в сети. Эта же система регулирования должна обеспечить переходные режимы при плановых изменениях мощности энергоблока. При этом как в стационарных режимах, так и в переходных режимах должно обеспечиваться такое соотношение параметров ППУ и ПТУ, чтобы соблюдался баланс мощности без сброса излишков пара на конденсатор ПТУ. В противном случае резко снижается экономичность установки. И только в аварийных ситуациях может возникнуть необходимость сброса свежего пара на конденсатор, для чего в установке предусмотрено редуцирующее устройство БРУ-К, а так же БРУ-А, сбрасывающее излишки пара в атмосферу. На стационарных режимах работы и при медленных изменениях мощности с допустимой скоростью работа БРУ-К и БРУ-А недопустима.

 

Система управления (СУ) энергоблоком является системой дистанционного управления, а не системой автоматического управления, так как управляет энергоблоком оператор, а не автомат. Однако система управления в значительной степени автоматизирована, чтобы освободить оператора от необходимости управлять всеми обеспечивающими узлами энергоблока. Правда, за оператором сохраняется возможность при необходимости отключить любой автомат и перевести управление этим элементом установки на ручное дистанционное управление.

 

Для простоты управления энергоблоком СУ должна быть автоматизирована в такой степени, чтобы управление мощностью энергоблока мог осуществлять один оператор с помощью одного органа управления (задатчиком мощности ядерного реактора или задатчиком мощности турбоагрегата в соответствии с выбранным способом). Второй элемент энергоблока (турбоагрегат или ядерный реактор соответственно) по мощности должен автоматически следовать за управляемым элементом.

 

В стационарных режимах и режимах планового регулирования энергоблока для реализации взаимосвязанного управления мощностью ядерного реактора и турбоагрегата может использоваться один из следующих способов:

а) первичное управление мощностью турбоагрегата. При этом мощность ядерного реактора автоматически следует за потребностями турбоагрегата;

б) первичное управление мощностью ядерного реактора. При этом мощность турбоагрегата автоматически устанавливается такой, какая может быть обеспечена заданной мощностью реактора.

 

Для этого необходимо выделить соответствующий параметр энергоблока, поведение которого характеризовало бы соответствие или нарушение энергетического баланса между реактором и турбоагрегатом.

В качестве такого параметра для двухконтурных установок, работающих на насыщенном паре, может быть принят тот параметр, который выбран как программно задаваемый при выборе программы регулирования, т.е. давление пара во втором контуре р_II или средняя температура теплоносителя первого контура t_тср.

Принципиально говоря, могут быть приняты и другие параметры, например, температура теплоносителя на выходе из реактора t_т1, но такие схемы регулирования распространения не получили.

Поддержание выбранного параметра постоянным или по какому-либо заданному закону обеспечит поддержание энергетического баланса между реактором и турбоагрегатом на любой мощности. Чаще всего (во всяком случае в отечественной практике) в двухконтурных ЯЭУ на насыщенном паре в качестве регулирующего параметра принимают давление пара р_II. В зарубежной практике достаточно широко распространены также системы регулирования, построенные на использовании в качестве регулирующего параметра средней температуры теплоносителя t_тср.