Система регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара

Авторы патента:

G01N25/60 - определение влажности пара

Владельцы патента RU 2464550:

Коваленко Александр Васильевич (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области регулирования термодинамических параметров, и может быть использовано для регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара. Устройство содержит деаэратор с измерителями уровня и давления, трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом, паропровод с измерителем давления, отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом, трубопровод исходной воды с регулирующим органом, регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе, регулятор расхода питательной воды. Дополнительно устройство содержит измерители температуры и давления в трубопроводе питательной воды, расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды, вычислитель энтальпии, к входам которого подключены выходы измерителей расхода, температуры и давления в трубопроводе питательной воды, расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды, регулятор энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора, вход которого подключен к выходу вычислителя энтальпии, а выход - к входу регулятора расхода питательной воды. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы. 2 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технической физике, а именно к области регулирования термодинамических параметров, и может быть использовано для регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара.

Уровень техники

Аналогом изобретения является система регулирования, содержащая: деаэратор с измерителями уровня и давления; трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом; паропровод с измерителем давления; отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом; трубопровод исходной воды с регулирующим органом; регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе; регулятор расхода питательной воды.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков аналога,

содержащая:

деаэратор, с измерителями уровня и давления;

трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;

паропровод с измерителем давления;

отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом;

трубопровод исходной воды с регулирующим органом;

регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе;

регулятор расхода питательной воды.

[Люри И.В., Романов Б А. Оборудование для добычи нефти при паротепловом воздействии на пласт. - М.: «Недра», 1979 г., с.115].

Недостатки аналога - система не обладает функциями контроля и регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора.

Прототипом изобретения является система регулирования, содержащая: деаэратор с измерителями уровня и давления;

трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;

паропровод с измерителем давления, сепаратором пара, измерителем расхода отсепарированной паровой фазы и измерителем расхода отсепарированной жидкой фазы потока;

отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом; трубопровод исходной воды с регулирующим органом;

регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе; регулятор расхода питательной воды;

вычислитель степени сухости, к входу которого подключены сигналы измерителя давления, измерителя расхода паровой фазы потока и измерителя расхода жидкой фазы потока.

[Люри И.В., Романов Б.А. Оборудование для добычи нефти при паротепловом воздействии на пласт. - М.: «Недра», 1979 г., с.124].

Работа прототипа состоит в следующем. Регулятор давления в деаэраторе обеспечивает дозирование притока пара для процесса деаэрации и прогрева исходной воды до температуры около 130°C, а также обеспечивает возможность поступления исходной воды в деаэратор.

Регулятор уровня в деаэраторе обеспечивает дозированный приток исходной воды, и при этом обеспечивается условие баланса притока исходной воды и ее вытеснения в паропровод. Этим обеспечивается равенство расхода влажного пара (параметр, недоступный для прямого измерения) расходу исходной воды (параметр, измеряемый с нормируемой точностью).

Степень сухости влажного пара определяется вычислителем по отношению массового расхода отсепарированной паровой фазы потока к сумме расходов отсепарированной паровой и жидкой фаз потока.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа:

содержащая:

деаэратор с измерителями уровня и давления;

трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;

паропровод с измерителем давления;

отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом;

трубопровод исходной воды с регулирующим органом;

регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе;

регулятор расхода питательной воды

Недостатки прототипа следующие.

А. Система неработоспособна в водогрейном режиме работы парогенератора и при степени сухости ниже значения, определяемого характеристикой сепаратора пара (при низких значениях степени сухости работа сепаратора неустойчива).

Сущность изобретения

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание системы регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара.

При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат - расширение функциональных возможностей системы, а именно регулирование энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора как в паровом, так и в водогрейном режиме его работы.

Указанный технический результат достигается тем, что система регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора, содержащая:

деаэратор с измерителями уровня и давления;

трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;

паропровод с измерителем давления;

отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом;

трубопровод исходной воды с регулирующим органом;

регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе;

регулятор расхода питательной воды;

содержит измерители температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;

вычислитель энтальпии, к входам которого подключены выходы измерителей расхода, температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;

регулятор энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора, вход которого подключен к выходу вычислителя энтальпии, а выход - к входу регулятора расхода питательной воды.

Признаки, отличительные от наиболее близкого аналога, выражаются следующей совокупностью признаков:

содержит:

измерители температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;

Таким образом, задача изобретения решена.

Перечень чертежей

Рис.1. Система регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора.

Рис.2. Числовые примеры исходных данных для вычислителя и для регулятора энтальпии.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Экспериментальная проверка предлагаемого способа проведена на промышленном объекте (парогенератор УПГ-60/16М) в условиях эксплуатации.

На рис.1. показана технологическая схема предлагаемой системы регулирования. Эта система содержит:

- деаэратор (1) с измерителями уровня (2) и давления (3),

- трубопровод питательной воды (4) с насосом (5), регулирующим органом (6), а также с измерителями расхода (14), температуры (15) и давления (16);

- паропровод (7) с измерителем давления (8),

- отвод пара (9) на деаэратор с регулирующим органом (10),

- трубопровод исходной воды (11) с измерителем расхода (12) и регулирующим органом (13), а также с измерителем температуры (17);

- регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе,

- регулятор расхода питательной воды;

- вычислитель энтальпии, к входам которого подключены выходы измерителей расхода (14), температуры (15) и давления (16) в трубопроводе питательной воды (4), а также расхода (12), давления и температуры (17) в трубопроводе исходной воды (11);

- регулятор энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора, вход которого подключен к выходу вычислителя энтальпии, а выход - к входу регулятора расхода питательной воды.

Вычислитель и регуляторы со всеми их функциями и связями реализованы программируемым микропроцессорным контроллером.

Числовые примеры исходных данных для вычислителя и вычисляемые для регулятора энтальпии параметры представлены в таблице на рис.2. В реальной системе эти и другие параметры обновляются периодически (с периодом обновления не более 1 сек).

Для вычисления энтальпии теплоносителя по измеряемым исходным данным использован способ контроля степени сухости влажного пара [патент на изобретение RU 2380694 C1].

Регулирование энтальпии теплоносителя осуществляется по отклонению текущего ее значения от параметра внешнего задания путем формирования задания регулятору расхода питательной воды.

Система регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара, содержащая:
деаэратор с измерителями уровня и давления;
трубопровод питательной воды с насосом, измерителем расхода и регулирующим органом;
паропровод с измерителем давления;
отвод из паропровода в деаэратор с регулирующим органом;
трубопровод исходной воды с регулирующим органом;
регулятор давления и регулятор уровня в деаэраторе;
регулятор расхода питательной воды;
содержит:
измерители: температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;
вычислитель энтальпии, к входам которого подключены выходы измерителей: расхода, температуры и давления в трубопроводе питательной воды, а также расхода, давления и температуры в трубопроводе исходной воды;
регулятор энтальпии теплоносителя в паропроводе парогенератора, вход которого подключен к выходу вычислителя энтальпии, а выход - к входу регулятора расхода питательной воды.

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля технологических параметров, и может быть использовано для контроля степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов влажного пара.

Устройство для контроля тепловой мощности, массового расхода, энтальпии и степени сухости потока влажного пара // 2444726

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля параметров влажного пара, и может быть использовано для контроля тепловой мощности, массового расхода, энтальпии и степени сухости потока влажного пара.

Способ определения теплопроизводительности прямоточного парогенератора влажного пара с деаэратором // 2431826

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля мощности генераторов тепловой энергии, и может быть использовано для определения производительности прямоточного парогенератора влажного пара с деаэратором.

Способ определения степени сухости пара // 2421714

Изобретение относится к области средств измерения, а именно к устройствам, служащим для измерения степени сухости пара в системах контроля тепловых потерь в тепловых сетях, величины коэффициента полезного действия турбинных агрегатов тепловых и атомных электростанций.

Способ контроля степени сухости влажного пара // 2380694

Изобретение относится к измерительной технике. .

Способ определения степени сухости пара // 2312329

Изобретение относится к измерительной технике. .

Устройство для определения степени сухости потока влажного пара // 2046328

Изобретение относится к области измерения термодинамических параметров потока влажного пара, а именно степени сухости. .

Способ определения наличия жидкости в движущемся паре или парожидкостной смеси, ее расхода, влажности пара и устройство для его осуществления // 1791765

Способ получения влажного газа // 1784892

Способ определения степени сухости влажного водяного пара // 1772705

Устройство для определения степени сухости потока влажного пара // 2475730

Изобретение относится к устройству для определения степени сухости потока влажного пара

Способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке // 2488103

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля параметров влажного пара, и может быть использовано для контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке

Устройство для исследования средств контроля потока влажного пара // 2502990

Изобретение относится к технической физике, а именно к области устройств создающих поток тепловой энергии и теплоносителя с контролируемыми параметрами степени сухости, теплового и массового расходов, и может быть использовано для исследования средств контроля потока влажного пара. Устройство содержит паропровод перегретого пара с измерителем расхода, с измерителями давления и температуры, с участком для установки исследуемых образцов, с регулирующей и отсекающей (запирающей) арматурой. Также устройство содержит узел впрыска воды на участке паропровода после измерителя расхода, давления и температуры. Устройство также содержит измерители давления и температуры после узла впрыска, линию подвода воды к узлу впрыска с измерителем расхода, с измерителем давления и температуры, с регулирующей и отсекающей (запирающей) арматурой. Кроме того, устройство содержит контроллер, к входам которого подключены выходы всех измерителей. Техническим результатом является обеспечение возможности исследования средств контроля влажного пара в потоке с контролируемыми значениями степени сухости, теплового и массового расходов, а также обеспечение широкого диапазона изменения значений степени сухости, теплового и массового расходов влажного пара и контроль значений измеряемых и вычисляемых параметров с нормируемой точностью. 1 ил.

Устройство для контроля степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов потока влажного пара // 2521237

Изобретение относится к технической физике, а именно к области устройств контроля технологических параметров, и может быть использовано для контроля (определения) степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов влажного пара в паропроводах АЭС, ТЭС и в паровых магистралях. Устройство содержит паропровод, помещенный в паропровод зонд, с трубкой динамического напора и с трубкой динамического разрежения. Также устройство содержит преобразователь статического давления, преобразователь перепада давлений и контроллер, подключенный к выходам преобразователей. Устройство также содержит трубку статического давления, помещенную в зонд, с приемником статического давления, расположенным в зоне приемников трубки динамического напора и трубки динамического разрежения, и второй преобразователь перепада давлений. При этом выходы трубок динамического напора и статического давления подключены к входам преобразователя перепада давлений, а выходы трубок статического давления и динамического разрежения подключены к входам второго преобразователя перепада давлений. Кроме того, выход трубки статического давления подключен к входу преобразователя статического давления, по сигналам преобразователей контроллер вычисляет степень сухости, энтальпию, тепловой и массовый расходы контролируемого потока пара. Техническим результатом является создание устройства для контроля с нормируемой точностью значений степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов влажного пара в паропроводах среднего и большого сечения. 1 ил.

Устройство для определения степени сухости, энтальпии, теплового и массового расхода влажного пара // 2522144

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения параметров влажного пара. Заявлено устройство для определения степени сухости, энтальпии, теплового и массового расхода влажного пара, содержащее паропровод с измерителем статического давления и двумя измерителями расходных параметров потока, один из которых избирателен к параметрам паровой фазы, например направленная по потоку трубка Пито, а другой избирателен к параметрам паровой и жидкой фаз потока, например направленная навстречу потоку трубка Пито, контроллер для обработки и хранения сигналов измерителей с подключенными выходами измерителей, турбулизатор потока, а также участок постоянного сечения потока, расположенный за турбулизатором, содержащий приемники всех измерителей. Причем устройство дополнительно содержит узел отбора пробы пара и модуль определения опорных значений степени сухости, подключенный к узлу отбора пробы пара и к контроллеру. Технический результат - повышение точности определения параметров влажного пара. 1 ил.

Устройство для определения степени сухости влажного пара // 2535232

Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения степени сухости и других термодинамических параметров влажного пара, и может быть использовано для непрерывного определения степени сухости как на объектах производства, так и на объектах потребления насыщенного и влажного пара. Устройство для определения степени сухости влажного пара содержит измеритель давления в контролируемом потоке пара, узел отбора пробы пара из контролируемого потока, линию с дросселирующим устройством от узла отбора пробы пара в проточную камеру, проточную камеру с измерителем давления и измерителем температуры. Также устройство содержит вторую проточную камеру с измерителем давления и измерителем температуры, подключенную к выходу первой камеры, линию выхода из второй камеры с измерителем расходного параметра, давления и температуры, вычислитель, к входам которого подключены выходы всех измерителей. При этом устройство также содержит сосуд, связанный с контролируемым потоком пара линией подвода пара и линией отвода смеси пара с его конденсатом, обе проточные камеры помещены в сосуд. Дополнительно устройство содержит парогенератор, а также сосуд, связанный с парогенератором линией подвода пара и линией отвода смеси пара с его конденсатом; обе проточные камеры помещены в сосуд. Техническим результатом является создание устройства, которое не оказывает гидравлического сопротивления контролируемому потоку, обеспечивается возможность монтажа, настройки, включения или отключения, а также демонтажа без остановки паропровода и без изменения режима его работы, обеспечивается возможность создания мобильного варианта установки для определения степени сухости влажного пара. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды // 2551386

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для исследования измерителей потока насыщенного и влажного пара. Заявлен способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, включающий измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока перегретого пара, измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока воды, измерение статического давления и температуры в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды. Способ также включает измерение динамического разрежения в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, изменение режима течения влажного пара по параметрам теплового и/или массового расходов при сохранении значения статического давления, или пассивное ожидание момента возникновения такого обстоятельства, или выбор из памяти контроллера параметров течения влажного пара в прошлый момент времени с требуемым значением статического давления, теплового и массового расходов, определение в выбранном режиме всех параметров, измеряемых в исходном режиме, вычисление по совокупности всех измерений. Технический результат - повышение точности и достоверности получаемых данных. 1 ил.

Устройство для определения степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов потока влажного, насыщенного и перегретого пара // 2564451

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов влажного, насыщенного и перегретого пара в паропроводах источников, в паровых магистралях и в паропроводах нагрузки. Заявленное устройство содержит паропровод, помещенный в паропровод измерительный зонд с трубкой для измерения динамического напора и с трубкой для измерения статического давления, трубку для измерения динамического разрежения, преобразователь статического давления, преобразователь динамического напора и преобразователь динамического разрежения. Причем устройство также содержит второй измерительный зонд со второй трубкой для измерения статического давления, в который установлена трубка для измерения динамического разрежения, третью трубку для измерения статического давления в паропроводе, датчик температуры, преобразователь температуры. По сигналам преобразователей контроллер вычисляет степень сухости, энтальпию, тепловой и массовый расходы потока влажного, насыщенного и перегретого пара. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 1 ил.

Измеритель степени сухости пара // 2568050

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения степени сухости пара в системах контроля тепловых потерь при генерации пара, передаче его по паропроводам, определении коэффициента полезного действия турбинных агрегатов тепловых и атомных электростанций. Заявленное устройство включает паропровод, входной патрубок, пароперегреватель с электронагревателем, канал измерения температуры, включенный в систему автоматического регулирования и канал измерения давления. Выход пароперегревателя через выходной патрубок соединяют с паропроводом. Во входном и выходном патрубке установлены запорные клапана. Провода питания электронагревателя и цепи управления клапанами подключены к системе автоматического регулирования. Выходной патрубок выполняется в виде трубки, заваренной на конце и расположенной по оси паропровода, а отверстия для выхода пара из пароперегревателя размещают на ее боковой поверхности. Технический результат - упрощение технических средств измерения степени сухости влажного пара и повышение точности измерения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Гигрометр // 2587519

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для измерений объемной доли влаги (ОДВ) в газах. Гигрометр содержит кулонометрическую ячейку, источник питания и измеритель тока электролиза. Также гигрометр содержит стабилизатор расхода анализируемого газа, между штуцерами которого "Вых" (выход) и "О" (опорное давление) подключены параллельные цепи из последовательно соединенных пневмосопротивления и клапана электромагнитного, к штуцеру "Вых" стабилизатора расхода газа подключена цепь из последовательно соединенных элементов: пневмосопротивления и клапана электромагнитного, пневмоемкости и клапана электромагнитного, к пневмоемкости подключен измеритель давления с электрическим выходом, блок комбинированный. Техническим результатом является расширение области применения кулонометрических гигрометров. 1 ил.