RU13097U1 - Устройство для измерения давления среды в паровом пространстве теплообменного аппарата - Google Patents

Abstract

1. Устройство для измерения давления среды в паровом пространстве теплообменного аппарата по соответствующей температуре насыщения пара, содержащее датчик температуры, установленный в теплообменном аппарате, отличающееся тем, что датчик температуры снабжен специальным кожухом, внутренняя полость которого сообщена с паровым пространством теплообменного аппарата, причем верхняя часть кожуха выполнена в виде защитного экрана, а нижняя часть - в виде емкости для сбора конденсата, кроме того в кожухе установлены распределительные устройства, соединенные с трубопроводом подачи жидкости, перегретой относительно температуры насыщения, соответствующей давлению среды в паровом пространстве теплообменного аппарата, и выполнены устройства для слива этой жидкости.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в трубопроводе подачи перегретой жидкости установлено дроссельное устройство.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нерабочая часть датчика снабжена теплоизолирующими элементами, исключающими прямой контакт его с корпусом теплообменного аппарата.

Description

Полезная модель относится к средствам теплотехнических измерений и может быть использована для измерения давления среды в паровом пространстве теплообменных аппаратов, в частности конденсаторов, по соответствующей температуре насыщения пара.

Известны устройства для измерения давления, в частности давления среды в паровом пространстве теплообменного аппарата, выполненные в виде жидкостных приборов или приборов с упругими чувствительными элементами 1.

Основным недостатком жидкостных приборов является невозможность достаточно точного преобразования высоты столба жидкости в электрический сигнал, необходимый для дистанционного контроля давления, вследствие пульсаций столба, особенно на переменных режимах.

Использование ртутных приборов для этих целей запрещено соответствующими правилами техники безопасности.

Основным недостатком приборов с упругими чувствительными элементами являются значительные погрещности, возникающие при измерении низких (менее 10 кПа) величин давления, а также высокая стоимость этих приборов.

Известно, также, устройство для измерения давления отработавшего пара турбины по температуре насыщения пара. В этом случае измерение давления производится обьино медным термометром сопротивления, установленным в горловине конденсатора и соединенным с источником питания и вторичным прибором 2. Причем значение искомого давления находится из таблиц теплофизических свойств водяного пара. Однако, проведенные исследования позволили установить, что показания такого термометра сильно зависят от места его установки в теплообменном аппарате, в частности в конденсаторе, от количества воздуха, находящегося в конденсирующемся паре, потоков пара различной температуры, температуры корпуса аппарата и других факторов.

Таким образом, известное устройство не обеспечивает достаточной точности измерения температуры чистого насыщенного пара при давлении в конденсаторе, а следовательно, и давления среды в паровом пространстве теплообменного аппарата.

та по соответствующей температ)фе насыщения пара за счет создания конструкции, обеспечивающей измерение температуры чистого насыщенного пара при давлении в теплообменном аппарате, позволяющей получить искомое давление среды в паровом пространстве этого аппарата.

С этой целью устройство для измерения давления среды в паровом пространстве теплообменного аппарата, выполненное в виде датчика температуры и установленное в теплообменном аппарате, снабжено специальным кожухом. Кожух состоит из верхней части, выполненной в виде защитного экрана, и нижней части, выполненной в виде емкости для сбора конденсата. Внутренняя полость кожуха сообщается с паровым пространством конденсатора посредством окон или зазоров. Кроме того, в кожухе установлены распределительные устройства, соединенные с трубопроводом подачи жидкости, перегретой относительно температзфы насыщения, соответствующей давлению среды в паровом пространстве теплообменного аппарата, и выполнены отверстия для слива этой жидкости. В трубопроводе перегретой воды может быть установлено дросселирующее устройство, а нерабочая часть датчика температуры снабжена теплоизолирующими элементами, исключающими прямой контакт его с корпусом теплообменного аппарата.

Оснащение датчика температуры специальным кожухом, внутренняя полость которого сообщена с паровым пространством теплообменного аппарата, обеспечивает создание вокруг датчика локальной зоны, состоящей из чистого конденсирующегося пара.

Установка в кожухе распределительных устройств, соединенных с трубопроводом подачи перегретой жидкости, обеспечивает постоянный поток через внутреннюю полость кожуха чистого (без примеси неконденсирующихся газов) насыщенного пара, образующегося при вскипании этой жидкости на выходе из распределительных устройств, и равномерное омывание этим потоком рабочей части датчика. Сообщенность внутренней полости кожуха с паровым пространством теплообменного аппарата через достаточно большие проходные сечения (окна, зазоры и т.п.) для заданного расхода пара обеспечивает отток этого пара из внутренней полости кожуха при практически равном давлении в ней и паровом пространстве теплообменного аппарата. Кроме того, специальный кожух датчика температуры предохраняет его от воздействия набегающих паровых потоков.

Установка на трубопроводе дросселирующего устройства обеспечивает вскипание воды в трубопроводе перед водораспределительными устройствами, чем снижается вероятность засорения распределительных устройств и повышается надежность работы устройства в целом.

Оснащение датчика теплоизолирующими элементами, исключающими прямой контакт его с кожухом и корпусом теплообменного аппарата, позволяет исключить теплообмен арматуры датчика с корпусом, т.е. повысить точность измерений.

Таким образом, предложенная конструкция обеспечивает измерение искомой температуры в локальной зоне парового пространства теплообменного аппарата, состоящей из чистого насыщенного пара, давление которого равно давлению среды в паровом пространстве теплообменного аппарата.

Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1.

Заявляемое устройство содержит установленный в конденсаторе 1 датчик 2 температуры, соединенный с блоком питания (не показано) и регистрирующим прибором (не показано). Датчик 2 снабжен специальным кожухом 3, состоящим из верхней части, выполненной в виде защитного экрана 4, и нижней части, выполненной в виде емкости 5 для сбора конденсата. Защитный экран 4 и емкость 5 установлены относительно друг друга с образованием окон (зазоров) 6, обеспечивающих сообщение внутренней полости 7 кожуха 3 с паровым пространством конденсатора 1. Окна (зазоры) 6 имеют сечения, обеспечивающие отток пара из полости 7 кожуха 3 при заданном расходе пара. Кроме того кожух 3 датчика 2 соединен с трубопроводом 8 подачи перегретой относительно температуры насыщения при давлении в конденсаторе 1 воды из соответствующего источника (не показано), и снабжен установленными в емкости 5 распределительными устройствами 9, через которые эта вода поступает в полость 7 кожуха 3. Также, в нижней части 5 кожуха 3 выполнены отверстия 10 для слива воды.

В трубопроводе 8 может быть установлено дросселирз ощее устройство 11 для ограничения количества перегретой воды, поступающей на распределительные устройства 9. В случае использования датчиков, имеющих теплопроводную защитную арматуру (например металлический чехол, гильза) между арматурой датчика 2 и корпусом конденсатора 1 устанавливаются теплоизолирующие элементы 12.

Устройство работает следующим образом.

Включается блок питания и подается электрическое напряжение на датчик 2 температуры, включается регистрирующий прибор. Одновременно перегретая относительно температуры насыщения при давлении в конденсаторе вода подается по трубопроводу 8 через распределительные устройства 9 во внутреннюю полость кожуха 3. При этом на выходе из устройства 9 вода мгновенно вскипает, образовавшийся пар заполняет внзореннюю полость 7 кожуха 3 и выходит через окна 6 в паровое пространство конденсатора 1, омывая рабочую часть датчика 2. Неиспарившаяся вода удаляется через отверстия 10. Наличие верхней части 4 кожуха 3, выполненной в виде экрана, обеспечивает защиту датчика 2 от набегающего потока со стороны парового пространства конденсатора и, тем самым, обеспечивает омывание датчика 2 чистым насыщенным паром. При этом благодаря непрерывному поступлению пара в полость в ней отсутствует воздух, в то же время проходные сечения окон 6 при заданном расходе пара обеспечивают пренебрежимо малый перепад давлений между полостью 7 и паровым пространством конденсатоpa 1. Таким образом, температура в полости 7, где расположена рабочая часть датчика 1, полностью соответствует температуре чистого насыщенного пара при давлении в конденсаторе 1, Дросселирующее устройство 11 обеспечивает вскипание перегретой воды в трубопроводе 8 перед водораспределительными устройствами 9, что обеспечивает прохождение необходимого минимального количества пара через полость 3 при достаточно больших проходных сечениях как устройства 11, так и водораспределительных устройств 9. Этим достигается повышение надежности устройства в целом.

В случае использования датчика 2, имеющего запщтную арматуру, например металлический чехол или гильзу, теплоизолирзтощие элементы 12 исключают теплообмен между защитной арматурой датчика 2 и корпусом конденсатора 1. Этим достигаются более точные показания датчика.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает наиболее точное определение давления среды в паровом пространстве теплообменного аппарата по соответствующей температуре насыщенного чистого пара.

Следует отметить, что использование предлагаемой полезной модели особенно целесообразно при измерении низких давлений в конденсаторах паровых турбин. В этом случае, например, использование в качестве датчиков термометров сопротивления, имеющих погрешность ±0,1 К, позволяет простыми средствами измерять давление в конденсаторе с точностью ±0,02 кПа.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания

1.«Тепло и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник. Под общей редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М., Энергоиздат, 1982 г., с. 358-370.

2.Мурин Г.А. Теплотехнические измерения. М., Энергия, 1979, с. 268269 (прототип).

Claims (3)

1. Устройство для измерения давления среды в паровом пространстве теплообменного аппарата по соответствующей температуре насыщения пара, содержащее датчик температуры, установленный в теплообменном аппарате, отличающееся тем, что датчик температуры снабжен специальным кожухом, внутренняя полость которого сообщена с паровым пространством теплообменного аппарата, причем верхняя часть кожуха выполнена в виде защитного экрана, а нижняя часть - в виде емкости для сбора конденсата, кроме того в кожухе установлены распределительные устройства, соединенные с трубопроводом подачи жидкости, перегретой относительно температуры насыщения, соответствующей давлению среды в паровом пространстве теплообменного аппарата, и выполнены устройства для слива этой жидкости.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в трубопроводе подачи перегретой жидкости установлено дроссельное устройство.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нерабочая часть датчика снабжена теплоизолирующими элементами, исключающими прямой контакт его с корпусом теплообменного аппарата.