CS200103B1 - Zařízení pro regulaci úrovně hladiny kondenzátu kondenzujících par a plynů v nádobách - Google Patents

Description

Zařízení pro regulaci úrovně hladiny kondenzátu kondenzujících par a plynů v nádobách

Vynález ae týká zařízení pro regulaci úrovně hladiny kondenzátu kondenzujících par a plynů v nádobách, vhodného zejména pro regulaci úrovně hladiny kondenzátu v ohřívačích regeneračního systému parních turbin.

Je známa celá řada řeěeni, zabývajících se regulací úrovně hladin kypalin a kondenzátů, z nichž moderní používají například elektronickou regulační smyčku s dvoupolohovou činností. V této regulační smyčce je signál dvou čidel, maxima a minima hladiny, při dosažení některé z těohto mězí upravován elektronickým regulačním členem na časovou prodlevu, během jejíhož trvání probíhá zdvih akčního členu regulační smyčky v odpovídajícím smyslu.

Dalším zařízením pro snímání a generování spojitého výkonového signálu ve smyčce hydraulické regulace je například fluidický snímač úrovně hladiny. ^x'oto zařízení je řešen· na principu interakce kepalinného paprsku, vytékajícího z vysílací trysky a brzděného vrstvou kapaliny nad ústím přijímací trysky.

Obě uvedená principiální řeěeni mají některé nevýhody. Regulace hladinové úrovně dvoupolohovou regulační smyčkou má jisté nedoetatky v nespojitosti regulačního děje. Tato nespoj itost nezaručuje ustálený stav v ěirěím rozmezí výkonových změn a vyžaduje změnu parametru časové základny při netypických výkonových režimech, jako například při najíždění a odstavování ohříváku parní turbiny. Nevýhodou fluidického snímání úrovně hladiny je potřeba externího zdroje tlakové kapaliny s vhodnou tlakovou diferencí vůči tlaku v nádobě.

200 103

200 103

Tento externí zdroj nebývá vždy k dispozici.

Uvedené nevýhody podstatně omezuje zařízení pro regulaci úrovně hladiny kondenzátu kondenzujících par a plynů v nádobách, obsahující dvoufázový snímač, tepelný výměník a akční člen. Podstata tohoto zařízení spočívá v tom, že ke svodné nádobě je připojen podúrovňovým a nadúrovňovým nátrubkem dvoufázový snímač, spojený jednak spojovaoim potrubím s horní komorou tepelného výměníku a jednak spojený a kompenzační větví, opatřenou clonou. Jedno rameno této kompenzační větve je připojená k hornímu prostoru akčního členu a druhé rameno, opatřené kompenzační clonou, k odváděcímu potrubí, opatřenému ovládací clonou. Tepelný výměník Je připojen svou spodní komorou k ovládací větvi, jejíž jedna odbočka ústí do spodního prostoru akčního členu a druhé odbočka, opatřená ovládací clonou, je připojena k odváděcímu potrubí.

Výhodou zařízení podle vynálezu je jednoduché provedení, spojitá funkce regulačního procesu a schopnost samoregulaoe v libovolném rozsahu požadovaných výkonů. Značnou výhodou tohoto zařízení je nezávislost na vnějších zdrojích, nezávislost na změnách tlakových úrovní ve svodné nádobě i v prostorách za akčním členem.

Příklad praktického provedení zařízení podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, který zobrazuje regulační smyčku regulace úrovně hladiny kondenzátu u regeneračního ohříváku parní turbiny.

Podle tohoto přikladu sestává zařízení ze svodné nádoby 1 e odpadním potrubím 11, z akčního členu 4 napojeného na toto odpadní potrubí 11, z dvoufázového snímače £ napojeného na svodnou nádobu 1 a z tepelného výměníku 2» spojeného s tímto dvoufázovým snímačem 2, β akčním členem 4a s odváděcím potrubím 40. Dvoufázový snímač 2 je ještě napojen na akční člen 4 a na odváděči potrubí 40. tepelný výměník 2 í^e jeětě opatřen přívodem 301 chaldicího mé'dia a odvodem 300 chladicího média, kompenzační větev 25 je opatřena clonou 5, druhé rameno 26 Je opatřeno kompenzační clonou 6, odváděči potrubí 40 je opatřeno odváděči olonou 8 a druhá odbočka 3^ je opatřena ovládací clonou 7.

Dvoufázový snímač 2 je ke svodné nádobě 1 připojen nad úrovní hladiny kondenzátu nadúrovnovým nátrubkem 12 a pod minimální žádanou úrovní hladiny kondenzátu podúrovňovým nátrubkem 13. Stavitelná sonda 200 dvoufázového snímače 2 tvaru válcové nádoby má stěny opatřené otvory a z jejího hrdla vychází spojovací potrubí 23. ústící do horní komory 302 tepel ného výměníku 2· spodní části dvoufázového snímače 2 vychází ještě kompenzační větev 25 opatřená clonou 5,. Tato kompenzační větev 25 se za clonou 5 rozvětvuje na rameno 24. které vchází do horního prostoru 400 akčního členu £ a na druhé rameno 26 s kompenzační clonou ť>, které ústí do oďváděoího potrubí.40.

tepelný výměník 2 S^{e v} tomto příkladě trubkový a ve své horní části je opatřen odvodem 300 chladicího média, kdežto ve spodní části je opatřen přívodem 3Olchladicího média,jehož množství Je regulovatelné škrticím ventilem 310« Z dolní komory 303 tepelného výměníku 2 vychází ovládací větev 34, která se větví na odbočku 35 vcházející do spodního prostoru 401 akčního členu £ a na druhou odbočku 36. opatřenou ovládací clonou 2» která ústí do odváděcího potrubí £0.

Akční člen £ je svým nátokovým prostorem 402 napojen na odpadní potrubí 11, kdežto

200 103 jeho uvolňovací prostor 403. opatřený odváděči clonou 8, j_e připojen k odváděcímu potrubí 40.

činnost zařízení podle vynálezu Je založena na snímání úrovně hladiny kondenzátu ve svodné náflobě χ dvoufázovým sníniačem 2 hladiny při současné kompenzaci vlivu tlakových poruch v prostoru svodné nádoby 1 a v prostoru odváděcího potrubí 4θ za akčním členem £ para lelním převedením tlakových poruch do horního prostoru 400 a do spodního prostoru 401 akčního členu 4.

Kondenzát, vznikající například v prostoru nezakresleného ohříváku, stéká do svodná nádoby χ, kde za ustálených podmínek vytváří hladinu o výěce H_q nade dnem svodné nádoby 1. Kondenzát vytéká ze svodné nádoby £ odpadním potrubím 11 do nátokového prostoru 402 akčního členu £ s mezerou mezi jeho pevnou ladicí hranou a regulačním talířem vytéká dále do uvolňovacího prostoru 403 a je odtud odváděoím potrubím 40 odveden například do dalšího stupně regenerační kaskády, talíř akčního členu £ přitom určuje průtočný průřez svým zdvihem. Podúrovňovým nátrubkem 13 je do dvoufázového snímače 2 hladiny převedena výška H_q hladiny kondenzátu a nadúrovňovým nátrubkem 12 je vyrovnán tlak páry nad hladinou kondenzátu ve dvoufázovém snímači 2 s tlakem P^ páry ve svodné nádobě K Stavitelná sonda 200 se svislou řadou otvorů ve svém plášti odměřuje směs kondenzátu a páry, přičemž poměr mezi kapalnou a parní fází je dán výškou zaplavení jejího pláště. Dvoufázová směs je odváděna ze stavitelné sondy 200 spojovacím potrubím 23 do horní komory 302 tepelného výměníku 2» kde kondenzuje na jeho trubkáoh. K_ondenzaoí páry ve směsi páry a kondenzátu klesá její měrný onjem a tedy i tlak řídicího tlakového signálu Pr. Vykondenzování eměsi a snížení tlaku uvnitř tepelného výměníku 2 ^{a v} ovládací větvi 34 je dáno intenzitou odvodu tepla trubkami tepelného výměníku 2 ^do chladicího média, přiváděného do něj přívodem 301 chladicího média a odváděného z něj odvodem 300 chladicího média. Rychlost proudění chladicího média, ovlivňující intenzitu přestupu tepla v tepelném výměníku 2· J® možno provozně nastavit škrticím ventilem 310.

Řídicí tlakový signál Ρ& je z prostoru tepelného výměníku 2 převeden ovládaoí větví 34 do spodního prostoru 401 akčního členu £. Kompenzační tlakový signál P_K, určený dělicím tlakem mezi úrovní tlaku P^ páry v prostoru svodné nádoby 1, respektive ve dvoufázovém snímači 2 a úrovní tlaku Pg odváděného kondenzátu v prostoru ovládacího potrubí 4θ je nastaven clonou 2 ^e kompenzační clonou 6 tak, aby odpovídal úrovni řídícího tlakového signálu Pr při plně zaplaveném plášti stavitelné sondy 200. Kd_Vih regulačního talíře akčního členu £ je úměrný výslednici sil, vyvozených účinkem tlakových signálů Pr, P& a konstantám pružnosti pružně pohyblivých elementů 404, 405 akčního členu £ a také tlakovému spádu na odváděči cloně 8. Ustálený stav pro popsané uspořádání odpovídá stavu, kdy sloupec kondenzátu ve dvoufázovém snímači 2 je stavitelnou sondou 200 zpracován na dvoufázovou směs tak, aby se po jejím vykondenzování v tepelném výměníku 2 nastavil takový řídící tlakový signál P_R vůči kompenzačnímu tlakovému signálu Pg, še celková výslednice všeoh sil je rovna nule* Dynamika tohoto zapojení je adekvátní odezvě na odchylku průtočného množství, způsobenou například změnou kondenzačních podmínek v parním prostoru regeneračního ohříváku. Zvýěí-li se množství kondenzátu, natékajícího do svodné nádoby 2 vůči množství, které ze svodné

200 103 nádoby 1 odtéká odpadním potrubím 11, začne hladina ve spodní nádobš 1 stoupat. Tento vzrůst hladiny je převeden do dvoufázového snímače 2, v němž dojde k zaplavení delšího otvoru ve stavitelné sondě 200, a tím ke zvýšení poměru kapalné fáze vůči parní fázi ve směsi, která ze stavitelné sondy 200 vytéká.

Při konstantním odvodu tepla v tepelném výměníku 2 ee vykondenzování směsi relativně zmenší oproti původní ustálené hodnotě a řídící tlakový signál Pjj vzroste.

Tato odchylka je převedena ovládací větví 34 do spodního prostoru 40l akčního Členu £. Zvýšením tlaku ve spodním prostoru 401 akčního členu £ je porušena rovnováha sil a silová výslednice, směřující vzhůru, začne zvětšovat zdvih regulačního talíře akčního členu £. Zdvihem tohoto regulačního talíře roste průtočná plocha mezi ním a pevnou ladící hranou, a tím 1 průtok kondenzátu v odpadním potrubí 11. čímž se zmenšuje rychlost narůstání výšky H_q hladiny kondenzátu ve svodné nádobě 1 a ve dvoufázovém snímači 2 až k dosažení nového ustáleného stavu popsané regulační smyčky, žádanou hodnotu úrovně hladiny kondenzátu ve svodné nádobě 1 je možno přestavit vysunutím stavitelné sondy 200.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro regulaci úrovně hladiny kondenzátu kondenzujíoíoh par a plynů v nádobách, obsahující dvoufázový snímač, tepelný výměník a akční člen, vyznačené tím, že ke svodné nádobě(l) je připojen nedúrovnovým a podúrovňovým nátrubkem (12,13) dvoufázový snímač (2), spojený jednak spojovacím potrubím (23) s horní komorou (302) tepelného výměníku (3) a jednak spojený s kompenzační větví (25) opatřenou clonou (5), přičemž jedno rameno (24) táto kompenzační větve (25) je připojeno k hornímu prostoru (400) akčního členu (4) a druhé rameno (26), opatřené kompenzační clonou (6), k odváděcímu potrubí (40), opatřenému odváděči clonou (6), kdežto tepelný výměník (3) je připojen svou dolní komorou (303) k ovládaoi větvi (34), jejíž jedna odbočka (33) ústí do spodního prostoru (401) akčního členu (4) a druhá odbočka (3&), opatřená ovládací clonou (7) je připojena k odváděcímu potrubí (40).

   1 výkres