Устройство для предупреждения аварии в случае разрушения трубопровода

 

Класс 84а, б;;

42е, 22;

85d, б;

47g, 1б

Ж 50099

АВТОРСКОЕ. СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ устройства для предупреждения аварии в с трубопровода.

К авторскому свидетельству А. О. Харманда

21 ноября 1935 года (спр. о перв. №

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года.

Напорный трубопровод является необходимой составной частью гидроэлектрической установки среднего и в особенности высокого напора. Давление в трубопроводах при диаметре их в 2 — 3 м достигает иногда 60 атм. и более. В случае их разрыва или разрушения возможно не только затопление станции, но и снос всего здания.

Для предупреждения аварии устанавливаются автоматы Ярка, Фойта и др. за границей., завода им. С. Кирова— в СССР. йвтоматы эти действуют на механизм, закрывающий трубопровод, когда скорость воды в нем превысит максимальную допускаемую для данного трубопровода. При этом и расход воды в трубопроводе будет выше необходимого при полной загрузке турбины.

Разрывы чаще всего бывают, однако, при очень небольших расходах через турбины. Они происходят обычно вследствие гидравлического удара при сбросе нагрузки. В таких случаях скорость воды в трубопроводе будет больше допускаемой, а автомат начнет действовать только тогда, когда количество воды, уходящей через разрыв и поступающей на турбину, в сумме будет превышать максимальный расчетный расход воды трубопровода, При небольших же разрывах и малой нагрузке турбин автоматы работать не будут.

Предлагаемое устройство отличается значительно ббльшей чувствительностью.

Его действие зависит только от расхода воды, протекающей через повреждение.

Уже при утечке воды в 0,5 — 1,0 ч /сек. предлагаемый автомат закрывает вход. в трубопровод.

На чертеже фиг. 1 представляет продольный разрез трубопровода с установленными на обоих концах его возле бассейна и гидростанции трубками Пито;. фиг. 2 изображает жидкостный манометрический регулятор силы тока (реле разности давлений); фиг. 3 — схему включения в цепь диференциального реле.

Трубки Пито 3 и 4 (фиг. 1), составляющие части устройства, изогнутые под прямым углом, устанавливаются в начале трубопровода 2. Колена трубок, направленные своими открытыми концами в противоположные стороны (по течению и против течения), ставятся по оси трубопровода. Концы 5 и 6 трубок выводятся из трубопровода наружу через вентили 27 и 28 и присоединяются к трубкам 11 и 12 реле разности давлений (фиг. 2) посредством соединительных гаек 7 и 8.

Йналогично устанавливаются в конце трубопровода трубки Пито 3, 4 . Выведенные наружу верхние концы их через. вентили 21 и 23 присоединяются к своему реле разности давлений.

Реле разности давлений (фиг. 2) состоит из Ч-образной прочной стеклянной трубки 9, в которую налита ртуть до высоты 79. В одно из колен V-образной трубки вставлен стеклянный поплавок 17.

Он состоит из небольшого куска герметически запянной стеклянной трубки.

Диаметр поплавка немного меньше внутреннего диаметра V-образной трубки, поплавок свободно ходит по ней. На поплавок насажен небольшой якорь 16 из слоев железа, покрытый лаком против ржавления. Размеры и вес поплавка с сердечником подбираются с таким расчетом, чтобы сердечник всегда оста.вался выше уровня рту и.

Колено V-образной трубки, в котором находится поплавок, проходит через катушку самоиндукции Р, имеющей магнитопровод 10 и сердечник 16. Концы катушки 18 выведены наружу и укреплены на клеммы 15. Катушка 18 устанавливается на V-образной трубке таким образом, что при равновесии ртути в трубке сердечник 16 замыкает магнит.ную цепь.

Концы V-образной трубки заделываются в концевые гайки 25,26 трубок 11 и 72 Трубки 11 и 12 изогнуты вниз;

:a своей нижней части они имеют уширение и образуют мешки 14. Мешки 14 имеют промывные краны 13.

Катушки самоиндукции 18 и 78 обоих манометрических регуляторов соединены по следующей схеме (фиг. 3).

Магистраль 20, состоящая из двух проводов, питается от сети переменного тока низкого напряжения (собственные потребности ГЭС) или аккумуляторной батареи и через индуктор. Клеммы 15 катушки 18 присоединены одним проводом к нижнему проводу магистрали 20, другим проводом 29, через первую катушку токового балансного реле 24 и провод 30 — к верхнему проводу той же магистрали. Клеммы 15 катушки 78 также одним проводом включены в нижний провод магистрали, другим же 29 через вторую катушку токового балансного реле 22 и провод 30 — в верхний провод магистрали. При дебалансе токовое реле замыкает цепь реле времени 22.

При нормальной работе трубопровода

"по трубке 4 передается статическое давление (в данном -сечении трубопровода) плюс скоростное давление. Трубка 3 передает статическое давление минут, тоже скоростное. Будучи противоположно направлены статические давления уравновешивают друг друга, а скоростные давления складываются и на ртуть действует одностороннее двойное скоростное давление. Соответственно расходу воды в трубопроводе изменяется скоростное давление, причем,поплавок 17 совместно с сердечником 16 занимает новое положение в трубке и этим меняет индуктивное сопротивление катушки 18.

То же самое происходит в другом конце трубопровода, где установлены трубки 3 и 4 со своим комплектом реле разности давлений.

При одинаковом расходе воды через верхнее и нижнее сечение трубопровода положение ртути в V-образных трубках верхнего и нижнего реле разности давлений будет идентичным. Индуктивные сойротивления катушек 18 и 18 будут равны и токовое балансное реле будет в равновесии. Если же расход воды в верхнем сечении окажется ббльшим, чем в нижнем (что может быть в случае разрыва трубопровода в защищаемой зоне), то поплавок 1б и вместе с ним сердечник 17 по отношению к катушке 18 займут более низкое положение, чем сердечник 17 по отношению к катушке 18 нижнего реле разности давлений.

Индуктивное сопротивление катушки 18 будет меньше, чем в катушке 18 и при питании одной и той же сети сила тока в катушке 18 будет больше, чем в 18 .

Вследствие этого токовое реле 24 замкнет цепь катушки реле времени 22.

Последнее через 3 — 5 секунд замыкает цепь промежуточного реле, приводящего в действие механизм (затвор), закрывающий доступ воды в трубопровод 2 из бассейна 7. Выдержка времени в 3 — 5 сек. установлена во избежание действия защитного затвора при мгновенных расхождениях скоростных давлений в начале и конце трубопровода вследствие гидравлического удара.

Время от времени (после поводковых вод) необходимо отключать электрическую часть устройства и путем nooseредного открытия вентиля 27 и 28 промыть грязь и ил, осевший в трубках 11 и 12 и в мешках 14 через краны 13.

Открывать кран 13 при открытых обоих вентилях 27 и 28 нельзя, ибо тогда через кран 13 уйдет вся ртуть из V-образной трубки.

Если выводы труб 3, 4, 5 и б из трубопровода 2.сделать сверху, то попадание ила в трубки будет затруднено.

Предмет изобретения.

1. Устройство для предупреждения аварии в случае разрушения трубопровода, отличающееся применением трубок Пито, установленных в начале и в конце трубопровода и сообщенных с V-образными трубками жидкостного манометрического регулятора силы тока, включенного в цепь диференци ального реле, действующего на механизм затвора трубопровода или на сигнализацию при наличии определенной разности в начале и в конце трубопровода, полученной благодаря утечке жидкости из трубопровода в месте его разрушения.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что в Ч-образных трубках 9 помещены поплавки 17, несущие . якори 1б магнитопроводов 10 индукционных катушек 18, расположенных снаружи трубок 9 и включенных в цепь реле 24 для изменения силы тока в этой цепи в зависимости от положения поплавков 17 и якорей 16.