CN1027104C - 分离器选择器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分离器选择器，用以选择满足各种用途的最理想的分离器，它系设计成依次输入选择分离器所需用的数据，由微计算机执行事先存储的选择程序，本发明的特征在于，事先将各种分离器的几何条件贮存在存储器中，在要选择最理想的分离器时，输入象分离器的压力之类的热力学工作条件，以便计算排放流量(排流量)，再将排放流量与实际需要的排放流量进行比较。由此确定最理想的分离器。
Description
本发明涉及必须从各种不同的分离器选择适当的分离器以便自动排出冷凝水或冷凝液（排疏）时使用的一种分离器选择器，该冷凝水或冷凝液是水蒸汽、压缩空气或与该分离器连接的气体管道系统产生的。
举例说，汽水分离器理所当然地是用作自动控制阀，自动只排出冷凝液而不致使蒸汽从蒸汽管道系统或蒸汽设备损失掉。这类汽水分离器按其工作原理可以分为机械式、恒温式、热动式等几种类型。有些类型的汽水分离器冷凝液是连续排出的，有些类型的汽水分离器冷凝液则是间歇排出的。汽水分离器还可以分成各种不同的类型，例如低压汽水分离器、高压汽水分离器、小容量汽水分离器、大容量汽水分离器等。
选用汽水分离器时，最理想的情况是必须选择得使其满足各种不同的工作条件，例如，蒸汽压力、蒸汽温度、冷凝速率、有关汽水分离器所连接的装置的种类或工作状态、或有无待回收的冷凝液等。
日本未经实审的专利公报（公开）平成1-207817（1989）公开了一种传统的分离器选择器。这种分离器选择器是用来这样选择具有各种用途的最理想分离器的，即按照显示器的指示和事先贮存在存储器中的程序顺次输入选择分离器所需用的某些数据，由微计算机进行分离器的选择。
虽然只要将所需用的数据输入该传统的分离器选择器就可自动选取最理想的分离器，但却有很不方便的地方，即所使用的存储器必然庞大。之所以会产生这个问题是因为选择汽水分离器或气体分离器最根本的条件之一是选择其排放能力足以排掉实际的冷凝液量的分离器，因而
要将各种类型分离器各压力或温度等所有排放特性都贮存在上述分离器选择器中，因此需用特大容量的存储器。冷凝液中再度蒸发的程度和排放特性随汽水分离器中所排出的冷凝液的温度也会发生变化。如上所述，由于必须将相应各种类型条件下的排放特性都贮存在该传统分离器选择器中，必然进一步加大存储器的容量。存储器容量增加必然使分离器选择器本身的成本提高。
因此，本发明的主要目的是提供这样的一种分离器选择器，这种分离器选择器尽管其存储器的容量小却能选出最理想的分离器，而且能基本上消除一般分离器选择器的上述缺陷和缺点。
按照本发明，上述目的是通过将分离器选择器在技术上加以改进达到的，即向分离器选择器依次输入选择分离器所需用的数据，由微计算机执行事先贮存的分离器选择程序，以及选取适合其用途的最理想分离器。上述改进是把各种类型分离器的几何条件事先贮存起来，选择时输入象压力之类的热力学工作条件，计算这些分离器各自的排放流量/排流量，然后将这些排放流量/排流量与实际需要的排放流量进行比较，以确定最理想的分离器。
下面说明本发明的分离器选择器的作用。
分离器的几何条件，即孔口的直径、通道形状等，都是各分离器固有的，是统一定下来的。若干种分离器的排放流量则是根据几何条件和象压力之类的热力学工作条件（这些是随工作条件的不同而异的）分别计算出来的。因此这些分离器各自的工作条件下的排放流量并没有事先输入存储器中。将各种类型分离器排放流量的计算值与实际应用所需要的流量进行比较，由比较结果即可选取能排放所要求流量的最理想分离器。
按照本发明，由于不需要贮存各种分离器在相应各工作条件下的排放流量，因而可以大大减小选取之前存储器的容量，从而可以在使用小
存储器的基础上选取最理想的分离器。
参看下面的说明，所附的权利要求书和附图即可理解本发明的上述目的和优点。
图1是本发明分离器选择器一个实施例的总的示意正视图。
图2是本发明主电路的方框图。
图3是本发明上述实施例的功能方框图。
下面就本发明所示上述技术改进一种形式的一个实施例进行说明。
参看图1，这是本发明分离器选择器的一个实施例。分离器选择器1有一个外壳2，外壳2中装有各种电路，外壳表面设有控制板3。控制板3上配置有键盘4和显示器6。内置在外壳2中的各种电路，如图2所示，由电源10、存储器11、MPU（微处理器）12、联系控制部分13、接口14、键盘4以及与键盘4连接的显示器6。存储器11中贮存有选择最理想汽水分离器用的选择逻辑和与选择逻辑有关的各种工程表达式，此外还贮存有各种汽水分离器的孔口直径、通道形状等的几何条件。几何条件Cv可用下式表示：
Cv＝W/w1
其中，W表示分离器排放流量的测定值，w1用当Cv＝1时的流量表示。此w1可用下述关系式求出。
选择逻辑和各种工程表达式的内容如图3所示，这些内容依次在显示器上显示出来，必要时进行工程计算，就可以选择出最理想的分离器。下面详细说明这项操作过程。
例如，选择蒸汽总管线使用的最理想汽水分离器时，就要从图3左侧所示的《主项目单》上选定“1.分离器选择”项。选定《主项目单》时，显示器6上的显示画面就切换到图3中心和上部所示的《分离器选择》上，从而应从那里选定“1.汽水分离器”。选定《分离器选择》时，显示画面就切换到图3右侧上部所示的《汽水分离器》上，同样就
应选定“1.蒸汽总管”。在此操作程序中，输入诸如汽水分离器的一次蒸汽压力、二次蒸汽压力和流体温度之类的热力学条件，从汽水分离器的热力学条件与几何条件的乘积即可求出汽水分离器相应各工作条件下的排放流量。现采用符合美国仪表协会标准的公式说明这一点。
Fs＝Cv×f（P1，P2，△t）
其中，Fs表示在汽水分离器某种条件下的排放流量。Cv表示分离器的几何条件，P1表示分离器的一次蒸汽压力，P2表示分离器的二次蒸汽压力，△t表示流体温度与饱和温度之间的差值。
上述f（P1，P2，△t）以下式表示：
f（P1，P2，△t）＝856FL[（P1-FFPV）Gs]1/2
其中，FL＝[（P1-P2）/（P1-PVC）]1/2
FF＝0.96-0.28（PV/PC）1/2
PV表示相应于分离器一次侧冷凝液温度的饱和压力。PVC表示紧跟孔口之后截面收缩了的液流压力的最小值。Gs表示冷凝液的比重。
经上述步骤之后，输入选择最理想分离器所需要的其它数据，包括分离器所需要的其它数据，包括分离器的冷凝速率或安全系数，再将汽水分离器的排放流量与实际冷凝速率进行比较，由此确定最理想的汽水分离器。此外，还可以从按上述输入大致分类的一群汽水分离器中选取分离器的类型、分离器壳体的材料、分离器尺寸大小、分离器样式和分离器材料等，从而选出最理想的汽水分离器。
下面说明分离器的其它功能与图3所示分离器选择的输入项目之间的关系。
功能 输入项目
汽 蒸汽隔离 蒸汽压力，蒸汽温度，分离器背压，
冷凝速率，环境温度等
水 蒸汽设备 蒸汽最大工作压力，蒸汽温度，分离
器背压，冷凝速率等
分 加热器 蒸汽压力，分离器背压，冷凝速率估
算值
离 闪蒸罐 冷凝液回收条件，闪蒸罐给定压力
原子能发电站 蒸汽最大工作压力，蒸汽温度，分离
器 器背压，冷凝速率等
气体（空气）分离器 输入压力、背压，水的温度
排放液体流量的工程计算 输入压力，背压，低温冷凝液等的度
数
如果实际冷凝速率不清楚，则应根据图3右侧中间部分所示的《蒸汽计算》项指定“3.蒸汽消耗量计算”，并按下述程序求出。
为计算没有绝热时蒸汽总管线中的冷凝速率，下面列出应输入的数据。
管子尺寸：A（毫米）
表示管子壁厚度的序号：Sch
管子材料：STPG，SGP等
管子长度：L（米）
蒸汽压力：P（公斤/平方厘米表压）
环境温度：To（℃）
下面说明贮存在分离器选择器的存储器中的数据。
各管子尺寸单位长度的重量，表示管壁厚度的序号和各材料;
各管子材料的比热;
饱和蒸汽表与过热蒸汽表的相应关系。
根据所输入的数据和所贮存的数据计算出下列数据。
首先，可从蒸汽表中所示各蒸汽压力P的关系求出下列数据。
1.蒸汽温度：Ts（℃）
2.蒸汽潜热：r（千卡/公斤）
此外可根据管子尺寸A的直径、表示管壁厚度的序号Sch和管子材料求出下列数据。
3.管子单位长度的重量：Gu（公斤/米）
4.管子的比热：C
根据上述数据，可按下式计算冷凝速率Q（公斤）。
Q＝C×L×Gu（Ts-To）/r
如图3所示，其它和选择分离器有关的工程计算，例如对回收冷凝液优值或蒸汽管线设计的计算等，都可妥善加以选择，并采用周知的关系式进行计算。
显然从上述说明中可知，按照本发明，由于分离器的几何条件是事先贮存在存储器中，因而可以依次输入诸如压力、温度等的热力学条件，并计算出排放流量，也就是说，分离器的排流量。采用小容量的存储器即可选取最理想的分离器，而无需贮存各种分离器各种不同工作条件下的排流量。这种优异效果是传统技术所达不到的。
Claims (10)
1、一种蒸汽系统分离器选择器包括：
具有若干键用以输入选择过程的数字值和函数指令的键盘；
用以显示该选择过程的所述函数指令及输入和输出数字值的显示器；
用以贮存相应分离器的分离器本身几何参数、蒸汽系统的热力学参数，用所述参数执行的计算过程，以及根据预定顺序进行所述计算过程的排序程序的存诸单元；以及
用以根据排序程序进行所述计算过程，且根据输入的热力学参数及所贮存的分离器本身几何参数而确定冷凝液流量的微处理器单元；所述微处理器单元把该冷凝液流量与该蒸汽系统的冷凝速率相比较，以确定具有高于冷凝速率的冷凝液流量的一个或多个分离器。
2、根据权利要求1的分离器选择器，其特征在于，该存储器单元中存有关于该蒸汽系统的结构和形状的其它的系统本身的参数，以用于执行有关该蒸汽系统的计算。
3、根据权利要求1或2的分离器选择器，其特征在于，所述显示器显示由各种项目组成的项目单，借助对应的数字键确定该显示器上所显示的项目单的项目数或者确定所需参数的数字值而依次执行以所述顺序的各计算过程。
4、根据权利要求3的分离器选择器，其特征在于，在参数的未知值要以所述计算过程顺序输入用以选择所述分离器的情况下，可以借助技术数据的计算来确定该未知值，从而能进行以后的过程。
5、根据权利要求1或2的分离器选择器，其特征在于，该分离器的蒸汽流量可以用两个因子之积来表示，第一个因子只取决于该热力学参数;第二个因子是一个只取决于该分离器分身参数的阀流量系数Cv。
6、根据权利要求5的分离器选择器，其特征在于，一个测量值用作该阀流量系数Cv。
7、根据权利要求5的分离器选择器，其特征在于，该阀流量系数Cv是用该分离器被测定的蒸汽流量来确定的。
8、根据权利要求1或2的分离器选择器，其特征在于，一个经验或实验值用作冷凝速率值。
9、根据权利要求1或2的分离器选择器，其特征在于，所述冷凝速率值是根据初始过渡期所测定的平衡时间及测定的冷凝量所确定的。
10、根据权利要求1或2的分离器选择器，其特征在于，该分离器选择器还包括接口及联系控制单元。
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