CN221404621U - 一种多级水封水阻性能实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级水封水阻性能实验装置，包括水平进水管与水平出水管，所述水平进水管与水平出水管上均设置有截止阀，还包括升降补水装置和真空抽吸装置，所述升降补水装置的补水端通过第一软管与水平进水管连接，所述真空抽吸装置的抽吸端通过第二软管与水平出水管连接，所述第一软管上设置有第一调节阀组，所述第二软管上设置有第二调节阀组，所述第二软管上设置有压力检测装置；本实用新型能够对设置在轴封加热器与凝汽器之间的多级水封装置在不同工况下的气密性、水阻性能进行便捷检测试验。

Description

一种多级水封水阻性能实验装置

技术领域

本实用新型属于水封水阻的技术领域，涉及一种多级水封水阻性能实验装置。

背景技术

现有的大型发电设备在进行能源转换时，为了尽可能提高发电机组的经济性，减少发电机组运行中热量损失与工质消耗，因此在发电机组中设计并安装有轴封加热器。通过轴封加热器回收汽轮机轴封回汽、锅炉给水泵汽轮机轴封回汽、高压主汽、中压主汽等阀门的二段门杆漏汽。轴封加热器回收的蒸汽具有一定的热量，这部分蒸汽在轴封加热器中与温度较低的凝结水换热后冷凝液化，然后通过轴封加热器的疏水系统进入凝汽器实现回收，达到热量与工质的回收利用。

轴封加热器在运行时处于低负压状态，凝汽器的内部处于高负压状态，造成轴封加热器与凝汽器之间存在较高的压差。为维持轴封加热器内部正常水位，同时防止空气直接进入凝汽器破坏其内部高负压真空环境，因此在轴封加热器与凝汽器之间的管路上安装了多级水封装置，通过多级水封装置产生的水阻克服轴封加热器与凝汽器之间的压差，使得疏水自然溢流进入凝汽器，并避免空气进入凝汽器中。

理想状态下，液体在多级水封装置内部流动的水阻与轴封加热器内部剩余的液体形成的压力刚好等于凝汽器内部的负压。但是在实际使用过程中，凝汽器内部的负压受到环境温度、大气压强等因素的影响，使得凝汽器内部的负压发生变化。凝汽器内部的负压一旦发生变化，有可能造成设置在轴封加热器与凝汽器之间的多级水封装置出现如下异常状态：

异常状态1、凝汽器内部负压降低、多级水封装置内部水阻增大，进而造成轴封加热器内部水位升高；

异常状态2、凝汽器内部负压增大、多级水封装置内部水阻降低，造成多级水封装置内部水阻不足，使得凝汽器内部过高的负压直接将多级水封装置内部的水吸空，此时多级水封装置内部水阻极小，使得轴封加热器内部混杂的空气通过多级水封装置进入凝汽器，最终破坏凝汽器内部的真空负压环境。

同时，现有的多级水封装置内部的水封单元通常是采用双层钢管的结构，其内部钢管一旦出现穿孔、裂缝，就会造成水封单元的水阻性能下降。但是对内部钢管的检查维修极其麻烦，需要将外部钢管切割后才能对内部钢管进行检查维修，缺少直接便捷检查水封单元的水阻性能的手段。

因此，针对现有的多级水封装置的水封性能难以直观便捷检测、轴封加热器与凝汽器的工作状态是否正常难以便捷检测的技术问题，本实用新型公开了一种多级水封水阻性能实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级水封水阻性能实验装置，能够对设置在轴封加热器与凝汽器之间的多级水封装置在不同工况下的气密性、水阻性能进行便捷检测试验。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种多级水封水阻性能实验装置，包括水平进水管与水平出水管，所述水平进水管与水平出水管上均设置有截止阀，还包括升降补水装置和真空抽吸装置，所述升降补水装置的补水端通过第一软管与水平进水管连接，所述真空抽吸装置的抽吸端通过第二软管与水平出水管连接，所述第一软管上设置有第一调节阀组，所述第二软管上设置有第二调节阀组，所述第二软管上设置有压力检测装置。

水平进水管与水平出水管之间设置有多级水封装置，多级水封装置的进水端通过水平进水管与轴封加热器连接，多级水封装置的出水端通过水平出水管与凝汽器连接。

多级水封水阻性能实验装置试验如下：

1、气密性试验

将水平进水管与水平出水管上的截止阀关闭，然后开启第一软管与第二软管上的调节阀组，通过升降补水装置向水平进水管中充水，通过真空抽吸装置进行抽真空作业，同时通过压力检测装置读取压力值。当水平出水管中的压力值达到设定真空负压时，关闭第一软管与第二软管上的调节阀组，并观察压力检测装置的度数，当压力检测装置的度数在一定时间内维持相对恒定、无明显变化时，即可判断多级水封装置及其连接管路气密性合格。

2、多级水封装置的水阻性能试验

保证气密性合格的前提下，将水平进水管与水平出水管上的截止阀关闭，启动真空抽吸装置在水平出水管建立真空负压环境。升降补水装置带动第一软管降低至第一软管的最低点与水平进水管的中心轴线齐平的高度，开启第一软管上的调节阀组，通过升降补水装置向多级水封装置内部充水，同时调节第一软管上的调节阀组的开度，使得升降补水装置内部的水位稳定维持在设定水位。当压力检测装置的读数达到设定真空负压时，且第二软管中回水时，停止升降补水装置的补水作业，此时升降补水装置内部水位降低。若升降补水装置内部水位降低后能够保持可见稳定水位，则表明多级水封装置的水阻性能合格。

3、多级水封装置的水阻补偿量试验

若上述试验2中，升降补水装置内部水位降低后不能保持可见稳定水位，则通过升降补水装置继续补水，同时缓慢开启第二软管上的调节阀组以破坏水平出水管的真空负压状态，直到升降补水装置中的水位稳定维持在设定水位。通过压力检测装置读取当前压力读数，通过当前压力读数与设定真空负压即可解算多级水封装置的水阻补偿量，通过水阻补偿量增加多级水封装置的水封长度。

4、多级水封装置的水阻过余量试验

通过升降补水装置进行补水作业，并通过真空抽吸装置进行抽真空作业，通过压力检测装置读取水平出水管内部压力达到设定真空负压时。若此时升降补水装置内部的水位高于设定水位且缓冲罐内不出水，表明多级水封装置的水阻性能过余。计量升降补水装置此时距离地面的第一高度，然后缓慢将升降补水装置升起，直到升降补水装置内部水位下降至设定水位并维持稳定时停止，计量此时升降补水装置距离地面的第二高度，通过第一高度与第二高度的差值解算水阻过余量，通过水阻过余量缩减多级水封装置的水封长度。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述第二软管上设置有缓冲装置，所述缓冲装置的一端与真空抽吸装置的抽吸端连接，且缓冲装置的一端与真空抽吸装置的抽吸端之间的管路上设置有压力检测装置；所述缓冲装置的另一端与水平出水管连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述缓冲装置包括依次串联的气水分离器、缓冲罐，所述气水分离器与真空抽吸装置的抽吸端连接，所述缓冲罐与水平出水管连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述第二软管包括第二前端连接管、第二后端软管，所述真空抽吸装置的抽吸端通过第二前端连接管与气水分离器连接，所述缓冲罐通过第二后端软管与水平出水管连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述第二调节阀组包括第二前端截止阀、第二后端截止阀、第二出端截止阀，所述第二前端连接管上设置有压力检测装置，所述压力检测装置靠近真空抽吸装置的前端设置有第二前端截止阀，所述压力检测装置远离真空抽吸装置的后端设置有第二后端截止阀；所述第二后端软管与水平出水管之间设置有第二出端截止阀。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述缓冲罐上设置有透明视窗。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述升降补水装置包括水箱、升降装置，所述水箱的底部设置有升降装置与出水口，所述出水口通过第一软管与水平进水管连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述第一调节阀组包括第一前端截止阀、第一后端截止阀，所述第一前端截止阀设置在第一软管靠近水箱的出水口的一端，所述第一后端截止阀设置在第一软管靠近水平进水管的一端。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述水箱的外部设置有液位计，所述水箱的底部设置有激光测距仪。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，还包括运输车，所述升降补水装置与真空抽吸装置设置在运输车的顶部。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型通过设置升降补水装置，通过升降补水装置调节补水高度，进而模拟不同高度下的补水作业情况；同时通过设置真空抽吸装置，通过真空抽吸装置将与凝汽器连接的水平出水管抽吸至不同压力的真空负压状态，进而模拟凝汽器端在不同工况影响下的负压变化情况；然后通过压力检测装置读取真空负压数据，并配合调节第一软管上的第一调节阀组与第二软管上的第二调节阀组，进而实现对多级水封装置在不同注水高度、真空负压情况下的气密性、水阻性能进行便捷准确的检测试验，同时根据试验结果能够指导对多级水封装置的水封长度进行准确科学的增减，有效避免多级水封装置的水阻性能不足或水阻性能过余的情况发生。

附图说明

图1为多级水封水阻性能实验装置的整体结构示意图；

图2为升降补水装置的结构示意图；

图3为缓冲装置的安装示意图。

其中：1-多级水封装置；2-升降补水装置；3-真空抽吸装置；4-压力检测装置；5-缓冲装置；6-运输车；21-水箱；22-升降装置；23-液位计；24-激光测距仪；51-气水分离器；52-缓冲罐；53-透明视窗；100-第一软管；200-第二软管；201-第二前端连接管；202-第二后端软管；a1-第一前端截止阀；a2-第一后端截止阀；a3-第二前端截止阀；a4-第二后端截止阀；a5-第二出端截止阀。

具体实施方式

以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本实用新型另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语解释部分:本实用新型中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

实施例1：

本实施例的一种多级水封水阻性能实验装置，如图1所示，包括水平进水管与水平出水管，所述水平进水管与水平出水管上均设置有截止阀，还包括升降补水装置2和真空抽吸装置3，升降补水装置2的补水端通过第一软管100与水平进水管连接，真空抽吸装置3的抽吸端通过第二软管200与水平出水管连接，第一软管100上设置有第一调节阀组，第二软管200上设置有第二调节阀组，第二软管200上设置有压力检测装置4。

水平进水管与水平出水管之间设置有多级水封装置1，多级水封装置1靠近轴封加热器的一端设置有进水口，多级水封装置1靠近凝汽器的一端设置有出水口。进水口通过水平进水管与轴封加热器连接，出水口通过水平出水管与凝汽器连接。

进一步的，第一调节阀组包括第一前端截止阀a1、第一后端截止阀a2，第一前端截止阀a1设置在第一软管100靠近升降补水装置2的出水口的一端，第一后端截止阀a2设置在第一软管100靠近水平进水管的一端；第二调节阀组包括第二前端截止阀a3、第二后端截止阀a4、第二出端截止阀a5，压力检测装置4靠近真空抽吸装置3的前端设置有第二前端截止阀a3，压力检测装置4远离真空抽吸装置3的后端设置有第二后端截止阀a4；第二软管200与水平出水管之间设置有第二出端截止阀a5。

需要进行多级水封装置1的检测试验时，则将水平进水管与水平出水管上的截止阀关闭，然后进行以下试验：

1、气密性试验：

进行气密性试验之前，必须确保水平进水管与水平出水管上的截止阀紧密完全关闭，并保证第一软管100的第一调节阀组与第二软管200上的第二调节阀组均处于关闭状态。然后向升降补水装置2中的储水部注水，然后开启第一前端截止阀a1、第一后端截止阀a2，使得升降补水装置2向水平进水管中注水。开启第二前端截止阀a3、第二后端截止阀a4、第二出端截止阀a5、真空抽吸装置3，通过真空抽吸装置3对水平出水管抽真空负压。一段时间后，缓慢关闭第二后端截止阀a4，观察压力检测装置4，当水平出水管内部压力达到真空抽吸装置3的额定真空负压时，关闭第一前端截止阀a1与第二前端截止阀a3，并在至少5min后读取压力检测装置4的稳定读数即为设定真空负压Akpa。若压力检测装置4达到设定真空负压Akpa后设定真空负压维持在Akpa无明显波动时，表明多级水封装置1及配套管路气密性良好。若压力检测装置4达到设定真空负压Akpa后压力明显下降，则表明多级水封装置1及其配套管路气密性不良，此时需要检查泄漏点。

2、多级水封装置的水阻性能试验

开始试验之前，将升降补水装置2下降使得第一软管100的最低点与水平进水管的中心轴线齐平，并确保水平进水管与水平出水管上的截止阀紧密完全关闭。开启第二前端截止阀a3、第二后端截止阀a4、第二出端截止阀a5、真空抽吸装置3，通过真空抽吸装置3对水平出水管抽真空负压。维持升降补水装置2的当前高度，开启第一前端截止阀a1、第一后端截止阀a2以向水平进水管注水，并使得升降补水装置2内水位稳定维持在100mm的高度。缓慢关闭第二后端截止阀a4，此时压力检测装置4显示读数达到设定真空负压Akpa，当第二软管200内部出现回水时停止升降补水装置2的注水作业，并观察升降补水装置2中的水位降低情况，若升降补水装置2中的水位能维持在可见水位且稳定不降低时，则证明多级水封装置1的水阻性能良好。

3、多级水封装置的水阻补偿量试验

若上述试验2中，升降补水装置2内部水位降低后不能保持可见稳定水位，则通过升降补水装置2继续补水，并观察第二软管200中持续出现回流水时，缓慢开启第二后端截止阀a4以破坏水平出水管的真空负压状态，直到升降补水装置2中的水位稳定维持在100mm高度。通过压力检测装置4读取当前压力读数BKpa，则增加多级水封装置的水封长度H为：

H=100×|A-B|，其中H为增加多级水封装置的水封长度；B为当前压力读数；A为设定真空负压。

得到需要增加补偿的水封长度H之后，维持升降补水装置2当前高度，并折弯第一软管100，使得第一软管100的最低点至少低于水平进水管的中心轴线H的高度，若此时升降补水装置2中的水位能够稳定维持100mm的高度，则表明增加多级水封装置的水封长度H有效，在后续试验或工作中需要在多级水封装置1中增加水封长度至少为H的水封单元。

4、多级水封装置的水阻过余量试验

通过升降补水装置2持续对水平进水管进行补水作业，并通过真空抽吸装置3进行抽真空作业，缓慢关闭第二后端截止阀a4，通过压力检测装置4读取水平出水管内部压力达到设定真空负压AKpa时。若此时升降补水装置2内部的水位高于130mm且保持稳定，表明多级水封装置1的水阻性能过余。计量升降补水装置2此时距离地面的第一高度为Cmm，然后缓慢将升降补水装置2升起，直到升降补水装置2内部水位下降至100mm并维持稳定时停止，计量此时升降补水装置2距离地面的第二高度为Dmm，通过第一高度与第二高度的差值解算水阻过余量等于丨D-C丨mm，则多级水封装置1至少需要缩减丨D-C丨mm的水封长度。

实施例2：

本实施例的一种多级水封水阻性能实验装置，在实施例1的基础上进行改进，如图3所示，第二软管200上设置有缓冲装置5，缓冲装置5的一端与真空抽吸装置3的抽吸端连接，且缓冲装置5的一端与真空抽吸装置3的抽吸端之间的管路上设置有压力检测装置4；缓冲装置5的另一端与水平出水管连接。缓冲装置5包括依次串联的气水分离器51、缓冲罐52，气水分离器51与真空抽吸装置3的抽吸端连接，缓冲罐52与水平出水管连接。

缓冲罐52作为多级水封装置1来水的缓冲容器，通过设置缓冲罐52，能够有效避免本应进入水平出水管中的水分被直接吸入真空抽吸装置3。同时，通过设置气水分离器51，不仅能够将真空抽吸装置3抽吸气体中的水分分离，同时当气水分离器51被水分充满时，气水分离器51内部的浮球会关闭气水分离器51与真空抽吸装置3之间的管路，进一步避免水分直接被抽吸至真空抽吸装置3的内部。通过气水分离器51、缓冲罐52的配合，有效保证了真空抽吸装置3在无水环境下安全稳定的运行。

进一步的，缓冲罐52上设置有透明视窗53，通过透明视窗53可以便捷观察第二软管200中是否出水；缓冲罐52底部设置有排放截止阀，用于排出缓冲罐52中的回水。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例的一种多级水封水阻性能实验装置，在实施例1或2的基础上进行改进，如图3所示，第二软管200包括第二前端连接管201、第二后端软管202，真空抽吸装置3的抽吸端通过第二前端连接管201与气水分离器51连接，缓冲罐52通过第二后端软管202与水平出水管连接。

第二前端连接管201优选不锈钢硬质钢管，第二后端软管202优选耐腐蚀橡胶软管，气水分离器51靠近真空抽吸装置3的一端设置有快插接口，第二前端连接管201与气水分离器51上的快插接口便捷可拆卸插接。第二后端软管202的一端与缓冲罐52顶部的开口连接，第二后端软管202的另一端则与水平出水管上的快插气密接口连接。第二前端连接管201上设置有压力检测装置4，压力检测装置4靠近真空抽吸装置3的前端设置有第二前端截止阀a3，压力检测装置4远离真空抽吸装置3的后端设置有第二后端截止阀a4；第二后端软管202与水平出水管之间设置有第二出端截止阀a5。通过分别设置第二前端连接管201、第二后端软管202，进而实现管路的便捷连接以及管路老化或泄漏后的便捷更换。

本实施例的其他部分与实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例的一种多级水封水阻性能实验装置，在实施例1-3任一项的基础上进行改进，如图2所示，升降补水装置2包括水箱21、升降装置22，水箱21的底部设置有升降装置22与出水口，出水口通过第一软管100与水平进水管连接。

升降装置22为升降气缸、剪式升降台中的任意一种，通过升降装置22带动水箱21进行升降进而调节向水平进水管的注水高度。

进一步的，水箱21的外部设置有液位计23，水箱21的底部设置有激光测距仪24。通过液位计23能够便捷检测水箱21内部的水位高度，通过激光测距仪24能够便捷检测水箱21距离地面的高度。

本实施例的其他部分与实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例的一种多级水封水阻性能实验装置，在实施例1-4任一项的基础上进行改进，如图1所示，还包括运输车6，升降补水装置2与真空抽吸装置3设置在运输车6的顶部。在需要对多级水封装置1进行试验时，通过运输车6能够带动升降补水装置2与真空抽吸装置3便捷移动至试验区域，便于将升降补水装置2与真空抽吸装置3进行连接，方便试验进行。

本实施例的其他部分与实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级水封水阻性能实验装置，包括水平进水管和水平出水管，所述水平进水管与水平出水管上均设置有截止阀，其特征在于，还包括升降补水装置（2）和真空抽吸装置（3），所述升降补水装置（2）的补水端通过第一软管（100）与水平进水管连接，所述真空抽吸装置（3）的抽吸端通过第二软管（200）与水平出水管连接，所述第一软管（100）上设置有第一调节阀组，所述第二软管（200）上设置有第二调节阀组，所述第二软管（200）上设置有压力检测装置（4）。

2.根据权利要求1所述的一种多级水封水阻性能实验装置，其特征在于，所述第二软管（200）上设置有缓冲装置（5），所述缓冲装置（5）的一端与真空抽吸装置（3）的抽吸端连接，且缓冲装置（5）的一端与真空抽吸装置（3）的抽吸端之间的管路上设置有压力检测装置（4）；所述缓冲装置（5）的另一端与水平出水管连接。

3.根据权利要求2所述的一种多级水封水阻性能实验装置，其特征在于，所述缓冲装置（5）包括依次串联的气水分离器（51）、缓冲罐（52），所述气水分离器（51）与真空抽吸装置（3）的抽吸端连接，所述缓冲罐（52）与水平出水管连接。

4.根据权利要求3所述的一种多级水封水阻性能实验装置，其特征在于，所述第二软管（200）包括第二前端连接管（201）、第二后端软管（202），所述真空抽吸装置（3）的抽吸端通过第二前端连接管（201）与气水分离器（51）连接，所述缓冲罐（52）通过第二后端软管（202）与水平出水管连接。

5.根据权利要求4所述的一种多级水封水阻性能实验装置，其特征在于，所述第二调节阀组包括第二前端截止阀（a3）、第二后端截止阀（a4）、第二出端截止阀（a5），所述第二前端连接管（201）上设置有压力检测装置（4），所述压力检测装置（4）靠近真空抽吸装置（3）的前端设置有第二前端截止阀（a3），所述压力检测装置（4）远离真空抽吸装置（3）的后端设置有第二后端截止阀（a4）；所述第二后端软管（202）与水平出水管之间设置有第二出端截止阀（a5）。

6.根据权利要求5所述的一种多级水封水阻性能实验装置，其特征在于，所述缓冲罐（52）上设置有透明视窗（53），所述缓冲罐（52）底部设置有排放截止阀。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种多级水封水阻性能实验装置，其特征在于，所述升降补水装置（2）包括水箱（21）、升降装置（22），所述水箱（21）的底部设置有升降装置（22）与出水口，所述出水口通过第一软管（100）与水平进水管连接。

8.根据权利要求7所述的一种多级水封水阻性能实验装置，其特征在于，所述第一调节阀组包括第一前端截止阀（a1）、第一后端截止阀（a2），所述第一前端截止阀（a1）设置在第一软管（100）靠近水箱（21）的出水口的一端，所述第一后端截止阀（a2）设置在第一软管（100）靠近水平进水管的一端。

9.根据权利要求8所述的一种多级水封水阻性能实验装置，其特征在于，所述水箱（21）的外部设置有液位计（23），所述水箱（21）的底部设置有激光测距仪（24）。

10.根据权利要求1-6任一项所述的一种多级水封水阻性能实验装置，其特征在于，还包括运输车（6），所述升降补水装置（2）与真空抽吸装置（3）设置在运输车（6）的顶部。