Система защиты турбины

Турбина АЭС оснащена системой защиты, предохраняющей ее от повреждений и разрушения при различного рода неполадках как в ней самой, так и в элементах связанного с ней оборудования. Таким образом, турбина имеет защиты по многим параметрам. Каждая из защит турбины работает так, что при выходе параметра в область недопустимых значений или появлении признаков аварийной ситуации, подача пара в турбину прекращается путем одновременного закрытия органов парораспределения как системы защиты, так и системы регулирования и не может возобновиться автоматически даже в том случае, если параметр вернется к нормальному значению. Пуск может быть произведен обслуживающим персоналом только после выяснения причин срабатывания защиты, их устранения и уверенности в безопасности пуска.

Система защиты построена по принципу полной независимости от системы регулирования. Система защиты турбин К-1000-60/1500 – электрогидравлическая, с электрическими датчиками и гидравлической исполнительной частью. Только защита по повышению частоты вращения (защита от разгона ротора) выполнена механогидравлической.

Система защиты срабатывает в следующих случаях:

а) автоматически, при достижении уровня частоты вращения опасного диапазона (от 1650…1680 об/мин);

б) при поступлении электрической команды от схемы технологических защит электроблока;

в) при воздействии оператора на ключ «останов турбины», на ключ «защита от пожара» или при нажатии на кнопку любого защитного устройства по месту.

В состав системы защиты входит следующее оборудование (см. рис. 14.13):

а) автоматы безопасности (АБ);

б) блок золотников автомата безопасности (ЗАБ);

в) защитные устройства (ЗУ);

г) гидроприводы стопорных клапанов;

д) стопорные клапаны;

е) гидравлические линии системы защиты;

ж) электрические устройства.

Кратко рассмотрим назначение и работу этих элементов системы защиты.

Автомат безопасности (АБ) предназначен для подачи сигнала на закрытие всех органов парораспределения для защиты турбины от разгона при достижении ею частоты вращения от 1650…1680 об/мин.

АБ – кольцевого типа, сдвоенный, установленный на хвостовике вала ЦВД внутри передней опоры. Он является астатическим регулятором скорости, срабатывающим релейно при увеличении частоты вращения турбины до вышеуказанного значения за счет повышения центробежной силы, обусловленной эксцентрисистетом центра массы кольца, над силой предварительного сжатия пружины АБ. Кольцо смещается в радиальном направлении на 8 мм.

Блок золотников АБ (ЗАБ) имеет три золотника: один – поворотный, управляющий распределением масляных потоков и два – исполнительных, каждый из которых перемещается аксиально при срабатывании соответствующего кольца АБ.

ЗАБ предназначен для:

а) преобразования механического сигнала срабатывания АБ в гидравлический, передаваемый через импульсную линию защитных устройств (ЗУ) на ЗУ и далее на «посадку» СК, РК и РЗ;

б) раздельного расхаживания колец АБ и исполнительных золотников при работе турбины, путем подачи масла во внутренние полости колец для увеличения их центробежной силы;

в) блокирования передачи команды срабатывания подвергаемого испытанию наливом масла кольца АБ, далее – в систему защиты (на посадку СК);

г) блокирования передачи команды срабатывания первого кольца, ранее сработавшего при испытаниях АБ разгоном (фактическим увеличением частоты вращения ТА до уставки срабатывания защиты), в систему защиты при испытании разгоном второго кольца.

Порядок проведения испытаний АБ наливом масла в кольца АБ определен специальной инструкцией, а порядок испытаний увеличением частоты вращения ТА изложен в соответствующей программе.

Защитные устройства (ЗУ) предназначены для быстрого останова ТА путем подачи гидравлической команды на закрытие всех органов парораспределения (СК, РК, РЗ). ЗУ срабатывают автоматически от технологических защит энергоблока, а также дистанционно из БЩУ или вручную – воздействием на кнопку ЗУ оперативным персоналом по месту. Турбина оснащена двумя параллельно работающими ЗУ с раздельными электрическими коммуникациями. Расположены ЗУ на передней опоре турбины.

ЗУ имеет управляющее золотниковое устройство (ЭМ ЗУ) для преобразования электрических (от электромагнита) или от механических (при воздействии вручную) команд в гидравлический импульс (см. рис. 14.13).

При срабатывании управляющего устройства открывается слив масла из полости над мембраной ЗУ, и мембрана под действием перепада давления масла перемещается вверх, открывает слив масла из подведенных под нее линий защиты, линий управления ГСМ, РЗ и СК. Срабатывание мембраны ЗУ происходит также прямым гидравлическим воздействием после перемещения исполнительных золотников АБ.

Каждая из управляемых ЗУ гидравлических линий подведена к обоим ЗУ для соблюдения общего для системы защиты от разгона турбины принципа срабатывания «любой из двух».

Гидроприводы стопорных клапанов служит для приема гидравлических команд от ЗУ и перемещения стопорных клапанов. Гидропривод СК включает в себя следующие механизмы: выключатель СК, сервомотор СК, устройства расхаживания СК на часть хода и полный ход. Кратко рассмотрим их работу.

Гидроприводы двух СК левой и двух правой стороны объединены по каналу управления от ЗУ (имеют общую линию защиты). Для связи между линией защиты и силовыми камерами сервоприводов, перемещающих СК, имеются выключатели СК.

Выключатели СК – мембранного типа, обеспечивают подвод силового масла из коллектора р₂₀ в сервомотор СК (открытие СК), а также обеспечивают быстрое закрытие СК при падении давления в линии защиты (после срабатывания ЗУ или АБ) путем слива масла из сливных камер сервомотора СК в дренаж.

Сервомотор СК (СМ СК) односторонний, пружинный перемещает СК давлением масла (на открытие), пружиной – на закрытие.

Расхаживающие устройства (РУ) СК на часть хода и на полный ход.

РУ на часть хода СК сливает масло из рабочей полости сервомотора СК через отверстие, которое перекрывается поршнем самого сервомотора СК после смещения его примерно на 25 % полного хода, после чего СК останавливается. РУ выполнены в виде золотниковых механизмов; при нижнем положении золотника РУ включено, при верхнем – выключено. Включение режима «расхаживание СК на часть хода» производится нажатием рычага РУ вниз.

РУ СК на полный ход соединяет рабочую полость сервомотора СК с дренажем, при этом СК медленно закрывается. РУ полного расхаживания СК по конструкции и управлению аналогичны РУ на часть хода, а на некоторых энергоблоках представляют собой обычные вентили. Электромагниты РУ отключены от электрических схем управления, изменение положения РУ СК производится только вручную по месту.

Стопорные клапаны служат для быстрого прекращения подачи пара в турбину при срабатывании системы защиты. СК имеет разгрузочный поршень, выполненный заодно с турбинным штоком. Посадочный диаметр СК – 602 мм. При открытии СК одновременно открываются окна подвода греющего пара на II ступень СПП, при закрытом СК подача пара к СПП прекращается.

Гидравлические линии системы защиты включают в себя (см. рис. 14.13):

а) импульсную линию защитных устройств для команд от блока ЗАБ к ЗУ;

б) линии защиты левого и правого бортов турбины для передачи команд от ЗУ к мембранным выключателям СК;

в) силовые линии СМ СК № 1 - 4;

г) линию подвода масла из коллектора р₂₀ через вентиль к блоку ЗАБ для проведения испытаний колец АБ наливом масла (без повышения частоты вращения ТА).

Примечание: линии пп. «а», «б», «в» образованы из коллектора р₂₀ через дроссельные диафрагмы различного диаметра.

Система защиты передает свои команды в систему регулирования через линии системы регулирования, подведенные к ЗУ – линии управления ГСМ и РЗ правого и левого бортов турбины.

Электрические устройства системы защиты включают в себя электромагниты защитных устройств и средства сигнализации.