CN216717745U - 一种检测tca换热器泄漏的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测TCA换热器泄漏的装置，涉及泄漏检测技术领域。该装置包括引管阀、腔室、控制阀组件、液位检测器和变送器；所述腔室的四周设置有若干个连通的管道；所述引管阀设置在腔室的顶部，且引管阀通过管道与腔室连接；所述控制阀组件设置在腔室的四周，且控制阀组件通过管道与腔室连接；所述液位检测器与控制阀组件为可拆卸连接；所述变送器与控制阀组件通过管道连接。本实用新型的检测装置中配备有可用于快速安装的三通、一套液位指示计和一套变送器，并在装置顶部配备放气管路及引管阀门附件，易于安装，操作简便。

Description

一种检测TCA换热器泄漏的装置

技术领域

本实用新型涉及泄漏检测技术领域，尤其是涉及一种检测TCA换热器泄漏的装置。

背景技术

燃气轮机作为大型动力装置，广泛应用于发电、拖动以及其它各个工业领域。为提高燃气轮机的效率一般会提高涡轮进口燃气初温，但涡轮进口初温的提高对涡轮部件的耐高温性能提出了更高的要求。为此，在不断改进和使用新型耐高温材料的同时，配备完善高效的冷却空气系统也是必要的。一般多以压气机级间抽气作为冷却空气来对透平静叶进行冷却，并用压气机出口抽气来冷却透平转子。

用于透平冷却的压气机抽气，根据抽气位置不同，其温度可高达400℃，压力可高达十几个大气压，故往往不直接送往涡轮进行冷却，而是先送往TCA 冷却器进行冷却。TCA冷却器多采用管壳式换热器，其中空气走壳侧，冷却水走管侧。然而根据标准《API Std616：2011(E)石油、化学和天然气工业用燃气轮机》中4.1.11条要求，闭式循环冷却水进水温度≤30℃，回水设计温度为 50℃，设计最大冷却水供水压力应大于0.7MPa(a)。

由于管、壳两侧的温度差引起的热应力，管子振动，腐蚀，以及在换热器启停过程中温升/降率超过规定等原因，导致换热器泄漏是经常遇到的现象。虽然可以通过加强对制造、安装和检修质量的控制来尽可能防止泄漏，然而倘若发生泄漏，不仅影响TCA换热器的换热效率，更会因冷却空气压力不足影响燃气轮机的安全运行。因此设置有效的检测泄漏及报警装置是十分必要的。

中国专利CN103852217A公开了一种能实时监测氢气浓度变化的发电机冷却系统的氢气泄漏检测装置；包括涡轮发动机，涡轮发动机的输出转轴连接电机的转子转轴；涡轮发动机还连接有氢气冷却系统，所述氢气冷却系统包括为整个系统提供氢气的氢气储存罐，氢气储存罐的出口连接氢气冷却器，氢气冷却器输送氢气经过涡轮发动机的壳体，最终通过管道连接氢气干燥器和氢气过滤器，最终接回氢气储存罐；上述的氢气冷却器和氢气储存罐之间安装有用于监测氢气浓度变化的氢气探测器；进一步的是：上述的氢气探测器上设置有显示氢气浓度信息的显示屏；更进一步的是：上述氢气探测器单独连接有开设有采样孔的采样管，采样管沿着氢气管路方向布置；上述氢气干燥器内填充氢气干燥剂。该发明中的装置针对的是氢气的泄漏检测，涉及检测的范围比较有限，再者该装置的氢气通过探测器探测氢气的浓度，而且探测器上设有采样孔，在实际操作过程中可能会混入其他气体，进而影响检测的效果和检测的准确度。

中国专利CN105899782B涉及一种燃气涡轮机的运转方法，其能够清除积存在冷却空气系统中的水，并能够防止燃气涡轮机的性能损失。即，燃气涡轮机(200) 的运转方法，其中燃气涡轮机(200)具有冷却空气系统(300)，其连接压缩机(201) 的中间段或出口与涡轮机(203)并将从压缩机(201)抽取的压缩空气向涡轮机(203) 供给，并且还具有：TCA冷却器[热交换器](303)，其在冷却空气系统(300)的中途冷却压缩空气；以及设置在TCA冷却器(303)的压缩空气的下游侧的废水排出阀 (第一废水排出阀(402)以及第二废水排出阀(403))，燃气涡轮机(200)的运转方法的特征在于，至少在燃气涡轮机(200)的启动达到额定速度后的规定期间内将废水排出阀设定为打开状态，之后，将废水排出阀设定为关闭状态。本发明解决的热交换器的出口侧积存水而生锈以及涡轮机运转的问题，并未公开具体的如何解决 TCA换热器泄漏的问题，且本发明的操作复杂。

实用新型内容

为了解决TCA换热器的泄漏检测及实际操作复杂却不安全的问题，本实用新型提供了一种检测TCA换热器泄漏的装置。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种检测TCA换热器泄漏的装置，包括引管阀、腔室、控制阀组件、液位检测器和变送器；所述腔室的四周设置有若干个连通的管道；所述引管阀设置在腔室的顶部，且引管阀通过管道与腔室连接；所述控制阀组件设置在腔室的四周，且控制阀组件通过管道与腔室连接；所述液位检测器与控制阀组件为可拆卸连接；所述变送器与控制阀组件通过管道连接。

进一步地，所述控制阀组件包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀。

进一步地，所述腔室设置在所述控制阀组件的中间位置。

进一步地，所述腔室的下端开设有连接TCA换热器出水口的进口。

进一步地，所述腔室的上端面可设为弧面或平面或凹面或凸面。

进一步地，所述腔室的材质为304不锈钢。

进一步地，所述第一控制阀一端通过管道与腔室连通，第一控制阀另一端通过管道与变送器的一端连接；所述第二控制阀一端通过管道与腔室连通，第二控制阀另一端通过管道与变送器的一端连接。

进一步地，所述第三控制阀一端通过管道与腔室连通，第三控制阀另一端通过管道与液位检测器的一端连接；所述第四控制阀一端通过管道与腔室连通，第四控制阀另一端通过管道与液位检测器的一端连接。

进一步地，所述液位检测器设置在第三控制阀和第四控制阀之间，且所述液位检测器设为液位计。

进一步地，所述液位计包括磁翻板液位计、磁致伸缩液位计。

进一步地，所述变送器设为液位变送器或压力变送器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果具体体现在：

(1)本实用新型的检测装置易于安装，操作简单安全，可以有效检测TCA 系统的泄漏，降低系统运行风险；

(2)本实用新型的检测装置中配备有可用于快速安装的三通、一套液位指示计和一套变送器，并在装置顶部配备放气管路及引管阀门附件，易于安装，操作简便；

(3)本实用新型的检测装置的使用为现场运行人员提供了方便可靠的参考，提高了系统的安全性；

(4)本实用新型的检测装置为模块化安装，在冷却器后的管路通过三通安装，对原有设备不造成影响；

(5)本实用新型的检测装置是利用气/液体密度差来收集气体至测量腔室，其中，液位下降量和富集气体量相关。

附图说明

图1为本实用新型的检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型的检测装置应用于TCA热换器的流程示意图；

附图标记如下：1.引管阀；2.腔室；3.第一控制阀；4.第二控制阀；5.第三控制阀；6.第四控制阀；7.液位检测器；8.变送器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的和技术方案更加清楚，下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

根据图1所示的一种检测TCA换热器泄漏的装置，包括引管阀1、腔室2、控制阀组件、液位检测器7和变送器8；

所述腔室2的四周设置有五个连通的管道，其中腔室2的顶部延伸设有一个管道，管道的一端连通腔室2，管道的另一端与引管阀1连接；

所述控制阀组件包括多个控制阀，多个控制阀均通过管道与腔室2连通，所述腔室2设置在所述控制阀组件的中间位置，且所述腔室2的下端开设有连接 TCA换热器出水口的进口；所述变送器8与控制阀组件通过管道连接；如图1所示的装置包括有四个控制阀，分别为第一控制阀3、第二控制阀4、第三控制阀 5和第四控制阀6，具体的，所述第一控制阀3一端通过管道与腔室2连通，第一控制阀3另一端通过管道与变送器8的一端连接；所述第二控制阀4一端通过管道与腔室2连通，第二控制阀4另一端通过管道与变送器8的一端连接，且第一控制阀3设置在第二控制阀4的上方，所述第一控制阀3和第二控制阀4连接变送器8的同一侧；其中第一控制阀3和第二控制阀4用于控制变送器8；具体的，所述变送器8主要接收两路来的压力差，与其位置布置无关，所述变送器8 设为液位变送器或压力变送器，如图1所示的变送器8为液位变送器。

所述液位检测器7与控制阀组件为可拆卸连接；具体的，所述第三控制阀5 一端通过管道与腔室2连通，第三控制阀5另一端通过管道与液位检测器7的一端连接；所述第四控制阀6一端通过管道与腔室2连通，第四控制阀6另一端通过管道与液位检测器7的一端连接。所述液位检测器7设置在第三控制阀5和第四控制阀6之间，图1所示的液位检测器7为磁翻板液位检测器7；其中第三控制阀5和第四控制阀6与液位检测器7可拆卸式的连接，便于液位检测器7检修和快速拆装。

具体的，液位检测器7的原理是通过对液位的检测来识别泄漏，因此液位类的检测仪器都可以，如液位计，而液位计又包括磁翻板液位计、磁致伸缩液位计等等。

具体的，本装置的使用原理为：在管侧冷却水充注时，打开顶部引管阀1 使水充满泄漏检测装置腔室2，将引管阀1设置在顶部是为了方便在初始充气时进行零位调节以及运行中调整；将仪表气或者工艺气通过引管阀1充注至泄漏检测装置腔室2时，使液位检测器7至零位，再关闭顶部引管阀1。当TCA换热器内壳侧气体有泄漏至管侧冷却水中时，含气冷却水经过泄漏检测装置时，由于气体密度较水低，空气会从腔室2的管壁上侧进入竖直的管段并积累在检测装置上部。随空气量的增加，腔室2竖直管段内部的液位下降，可通过液位检测器7 及时观测；同时设置的变送器8在设定值时可向控制系统发出报警信号，连锁停机并切断冷却水供给，此处的设定值可根据实际情况相应设置。

实施例2

图2为本装置连接TCA热换器的流程示意图；该系统使用闭式循环水，供水压0.5MPa(a)。燃机启动时，TCA管侧压力大于壳侧压力，随着燃机转速升高，管壳侧压差逐渐减小，燃机转速升到约4000rpm时，壳侧空气压力大约0.5MPa，在这个时间段，TCA不容易出现损伤。当转速逐渐升到正常运行转速时，TCA壳侧空气压力为12.3bar，远大于冷却水压力。根据系统的参数调整液位报警值，系统设定初始液位为400mm，当液位小于300mm时即发出报警信号。在使用中，系统检测到磁翻板液位检测器7液位下降，并且液位传感器报警，现场及时对系统进行了停机检修。

以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种检测TCA换热器泄漏的装置，其特征在于，包括引管阀、腔室、控制阀组件、液位检测器和变送器；

所述腔室的四周设置有若干个连通的管道；

所述引管阀设置在腔室的顶部，且引管阀通过管道与腔室连接；

所述控制阀组件设置在腔室的四周，且控制阀组件通过管道与腔室连接；

所述液位检测器和变送器均设置在腔室的外侧；其中，所述液位检测器与控制阀组件为可拆卸连接；所述变送器与控制阀组件通过管道连接。

2.根据权利要求1所述的一种检测TCA换热器泄漏的装置，其特征在于，所述控制阀组件包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，所述控制阀组件相互独立设置，所述腔室设置在所述控制阀组件的中间位置。

3.根据权利要求1所述的一种检测TCA换热器泄漏的装置，其特征在于，所述腔室的下端开设有连接TCA换热器出水口的进口端。

4.根据权利要求2所述的一种检测TCA换热器泄漏的装置，其特征在于，所述第一控制阀一端通过管道与腔室连通，第一控制阀另一端通过管道与变送器的一端连接；所述第二控制阀一端通过管道与腔室连通，第二控制阀另一端通过管道与变送器的一端连接。

5.根据权利要求2所述的一种检测TCA换热器泄漏的装置，其特征在于，所述第三控制阀一端通过管道与腔室连通，第三控制阀另一端通过管道与液位检测器的一端连接；所述第四控制阀一端通过管道与腔室连通，第四控制阀另一端通过管道与液位检测器的一端连接。

6.根据权利要求2所述的一种检测TCA换热器泄漏的装置，其特征在于，所述液位检测器设置在第三控制阀和第四控制阀之间，且所述液位检测器设为液位计。

7.根据权利要求1所述的一种检测TCA换热器泄漏的装置，其特征在于，所述变送器设为液位变送器或压力变送器。

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