CS217042B1 - Facility for regulation of the flow of liquids with separated implosion zone - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro regulaci průtoku tekutin e odděleným implozním pásmem. Zářízení je zvláště vhodné pro ' - regulaci průtoku kondenzátu v tepelné regeneračním systému parní turbiny.

Při regulaci průtoků.stlačených a zejména pak stlačených a horkých kapalin vyvstává při výtoku do prostorů ventilů, v nichž je snížen tlak pod tlak systosti vstupující kappainy, vždy . tážné nebezpečí erozivního působení vzniklého dvoufázového proudu při jeho interakci s pevnou stěnou. Naapíklad tlakovým poklesem za- - Škrticí hranou kuželky - regulačního ventilu se z kapaliny uvolňuje -p^:^^:í - složka s vysokou vlastní rychlootí, která strhává a unáší v proudu vznikajíaí dvoufázové tekutiny kapplinu ve formě kapek,' které erodují stěny škrticích elementů, těles ventilů a případně i nBYvezujcích potrubních tras.

V technické praxi je známa celá řada řešení pro omezení nebo vyloučení tohoto, z hlediska funkční spooehHvoeti a životnosti regulačních a zvláště ^cirkulačních ventilů velmi nebezpečného - jevu. Jedním z možných řešení, kterým lze podstatně omeeit vznik dvoufázové směsi při lokálně dynamickém poklesu - tlaku, je postupné snižování tlakové diference za škrticím elementem ventilu soustavou vhodných lydrauUicrých odporů. Nooějším řešením, které je velmi výhodné vzhledem k prostorové nenáročnosti na vlastní vnitřní prostor regulačního ventilu, je metoda kolize dvoufázových proudů, která je založena ne zmaaení osové hybnnssi při střetnutí nejméně dvou proudů, které vytéká jí prooi sobě směrem k ose regulačního vent;ilu.

Obě uvedená ' řešení mjí některé nedostatky. V případě prvého je to značná složitost a prostorová náročnost - soustavy například hydrauuických odporů a u druhého řešení vyvstává nebezpečí zbytkových parazitních sil, vyvozených kolidujícími proudy ne pohyblivý šmc! element spolu s možnnosí erozivního ovlivnění funkčních ploch vejnilu při posuvu implozního pásma.

Uvedené nedostatky podstatně omezuje zařízení pro regulaci průtoku tekutin s odděleným implozním pásmem, jehož podstata spočívá v tom, že imppožni pásmo je situováno v dutině pevné implozní komory a s vnějším povrchem této komory, ' ne kterém - je suvně uložen škr^cí - element, je spojeno radiálními převáděcími kanály.

Praktické - provedení zařízení pro regulaci průtoku tekutin s odděleným implozním pásmem podle vynálezu je zobrazeno -na připojeném výkresu, který představuje v kolmém řezu aplikaci zařízení pro hydraulicky ovládaný regulační ven^l na přepouutění horkého - kondenzátu v regenerační kaskádě perní turbiny. *

Podle tohoto výkresu sestává zařízení pro regulaci průtoku tekuti^ s odděleným implozním pásmem z pLáŠtě 1, opatřeného těsnicím nákružkem 10.- sevřenými mezi dosedací plochy tělesa 7 akčního členu - a tělesa 8 regulačního v^i^t^ilu, dále ze šoupátka 2 suvně uloženého v dutině pláště 1, z tělesa 2, v němž je vytvořena imppozní komora 20 a několik řad pře^(^<^í^(^^ch kanálů 21. a po jejímž vnějším povrchu se pohybuje řečené Šoupátko - 2 se dnem 31 odpružené tlačnou pružinou £.

Jednnotivé díly tohoto zařízení jsou vzájemně uspořádány tak, že osazení tělesa 2 imppozní komory 20 dosedá na těsnění 33. uložené v tělese 8 regulačního vennilu nad výstupním prostorem 82. Do tohoto výstupního prostoru Ó2 pak ústí implozní komora 20 konického tvaru svým hrdlem, jehož průměr je větší než průměr dna této iroppozní komory 20.- Mei vnější plochou tělesa 2 imppozní komory 20 a - vnitřní ploohou pláště 1. je vymezen převáděoí prostor

17» jehož obsah je určován zdvihem Šoupátka 2· šoupátko 2 při svém -vertikálním pohybu

217 042 г

odkrývá či zakrývá jednotlivá řady převáděcích kanálů 21, které spojují prostor implozní komory 20 s převáděcím prostorem 17· Tento převáděcí prostor 17 je spojen spojovacími kanály 16* vytvořenými v plášti £* se vstupním prostorem 80 tělesa 8 regulačního ventilu. Dutina Šoupátka 2 vytváří proměnlivý vyrovnávací prostor 30; tento vyrovnávací prostor 38 je spojen vyrovnávacími kanály 15* vytvořenými v jeho stěně* a převáděcím prostorem 17· Ve vyrovnávacím prostoru 30 je podle tohoto příkladu provedení umístěna pružina 4* která se jedním koncem opírá o těleso 2 implozní Jcomory 20 s druhým koncem o dno šoupátka 2· Vnější plocha dna šoupátka 2 vymezuje uvnitř pláště £ spolu s horní částí tělesa 7 akčního členu proměnlivý tiskový prostor 23, spojený в vnějším zdrojem ovládací tekutiny spojovacím potrubím 22» činnost zařízení podle vynálezu je možno popsat jeho funkcí v rozsahu dvou limitních režimů* které jsou naznačeny na připojeném výkresu tak* že v jeho levé polovině je zekresleno zařízení pro regulaci průtoku tekutin s odděleným implozním pásmem ve stavu, kdy maximálně omezuje průtok tekutiny* zatímco v pravé polovině výkresu je stejné zařízení zakresleno ve stavu, kdy zařízení klsde protékající tekutině minimální hydraulický odpor a dovoluje tedy maximální průtok touto soustavou· Průtok tekutiny, který je umožněn tlakovým spádem mezi vstupním prostorem 80 a výstupním prostorem 82 je řízen zdvihem šoupátka 2» které přikrývá nebo uvolňuje ústí převáděcích kanálů 21 na vnější ploše tělesa 2 implozní komory 20. Tlaková úroveň tekutiny je převedena ze vstupního prostoru 80 spojovacími kanály 16 do převáděcího prostoru 17; tlaková diference mezi tlakem tekutiny v převáděcím prostoru 17 a tla. kem v implozní komoře 20 vyvolá průtok této tekutiny v převáděcích kanálech 21* nezakrytých Šoupátkem 2· hroudy tekutiny, které proti sobě vytékají ze souosých převáděcích kanálů 21* vzájemně kolidují v každé řadě* a to ve středu implozní komory 20 a homogenizováná tekutina pak vytéká se značně sníženou rychlostí ústím implozní komory 20 do výstupního prostoru 82 v tělese 8 regulačního ventilu.

Integrální provedení zařízení podle vynálezu* realizované pevným spojením regulačního ventilu a Jeho hydraulického pohonu je prioritně orientován· na zvýšení přesnosti regulace průtoku tekutin omezením parazitních sil, působících ne Šoupátko 2 J«ko jedinou pohyblivou část zařízení·_лOvládací tlaková tekutina vytváří hydraulický signál* který Je do tlakového prostoru 23 tohoto zařízení přiváděn spojovacím potrubím 22 a působí na horní část dna 31 Šoupátka 2· šoupátka 2 vůči tělesu 2 implozní komory 20. kterou je determinován počet otevřených* resp. uzavřených převáděcích kanálů 21* Je pak dána silovou výslednicí mezi silami* působícími na obě strany dna 31 šoupátka 2· ^У^° eíly jsou vyvozeny tlakovými relacemi v tlakovém prostoru 30« stlačením pružiny £ a parazitními silami* které mohou být stacionárního i dynamického charakteru. Maximální omezení vlivnostl parazitních sil na polohu šoupátka 3 při změnách tlakových a proudových sta^ů v zařízení podle vynálezu je umožněno v případě stacionárních parazitních sil rovností ploch dna 31 šoupátka 2» ^na které působí tlaky v tlakovém prostoru 23 a ve vyrovnávacím prostoru 30 a případně i v převáděcím prostoru 17, kam zasahuje spodní škrticí hrana 300 šoupátka 2·

Šoupátková koncepce zařízení podle vynálezu současně vylučuje existenci dynamických parazitních sil vyvolaných průtokem tekutiny* protože Je v zásadě oddělen proces urychlování a interakce hmot protékající tekutiny vyvolaný tlakovým spádem do prostoru pevné implozní komory 20.

' 217042

V případě požadavku rychlého uzavírání delších potrubních tras, ve kterých protéká kapelina, což je vždy prooea spojený a nebezpečím vzniku hydraulického rázu náhlém zastavením sloupu kapeliny v přiváděči potrubní trase, je - bezpečná rychLoat uzavírání průtočného průřezu zařízení podle vynálezu určována pomocnou regulovanou veličtaou· Tato veličina je realizována přivedením tlakového nárůstu v počátku vzniku hydraulického rázu z -převáděcího prostoru 17 vyrovnávacími kanály 15 do vyrovnávacího prostoru 30. Dynamická změna výslednice sil, které působí - na šoupátko 2· omezí rychlost uzavírání při tomto přechodovém jevu, a tím i nebezpečný tlakový nárůst v tělese 8 regulačního vennilu·

Zřízení pro regulaci průtoku tekutin s oddělený implozním pásmem je použitelné při - regulaci průtoku tekutin všude tam, kde je k dispozici zdroj ovládacího hydra laického mídia a kde je požadována rychlá a jednoznačná odezva na vstupní hydraulický signál·

Claims (1)

1. Zzaízení pro regulaci - průtoku tekutin s odděleným implozním pásmem vyznačené tím, že sestává z tělesa (2), v němž je vytvořena alespoň - jedna imppozní komora (20) spojená alespoň jednou řadou převáděcích kanálů (21) s převáděcím prostorem (17) promšnnivého obsahu, který je vytvořen mezi vnějším - povrchem tělesa (2) a vnitřním povrchem pláště (1), v němž je suvně vloženo Šoupátko (3) s radiálními kanály (15), přičemž o těleso (2) je opřena pružina (4), spooívvIící protějším koncem na - vnitřní ploše dna (31) šoupátka (3)·