RU171369U1 - Мехатронная система подготовки пробы теплоносителя - Google Patents
Мехатронная система подготовки пробы теплоносителя Download PDFInfo
- Publication number
- RU171369U1 RU171369U1 RU2016102526U RU2016102526U RU171369U1 RU 171369 U1 RU171369 U1 RU 171369U1 RU 2016102526 U RU2016102526 U RU 2016102526U RU 2016102526 U RU2016102526 U RU 2016102526U RU 171369 U1 RU171369 U1 RU 171369U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- valve
- cooling water
- heat exchanger
- inlet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Применение: в области энергетики, нефтеперерабатывающей промышленности, где требуется предварительная подготовка пробы воды (пара, конденсата) для автоматического химического анализа.Устройство для подготовки пробы теплоносителя содержит входной запорный вентиль 1, отсечной электромагнитный клапан 2, теплообменник 3, регулируемое дросселирующее устройство 4 с электроприводом 5, измерительную диафрагму 6 и переливной клапан 7. На входе пробы в устройство для подготовки пробы теплоносителя установлен клапан продувки 8.На выходе теплообменника 3 байпасно установлены регулирующий вентиль 9 и регулирующий электромагнитный клапан 10 охлаждающей воды, выходы которых соединены с входом расходомера 11 охлаждающей воды.Преобразователи давления пробы 12 и 13 установлены соответственно на выходе входного запорного вентиля 1 и на входе измерительной диафрагмы 6. Преобразователи температуры пробы 14 и 15 и охлаждающей воды 16, 17 установлены на входах и выходах теплообменника 3.Электрические выходы расходомера 11, преобразователей давления пробы 12, 13, преобразователей температуры пробы 14, 15 и охлаждающей воды 16, 17, связаны с соответствующими электрическими входами блока управления 18. Электрические выходы блока управления 18 связаны с электрическими входами отсечного электромагнитного клапана 2, электропривода 5 и регулирующего электромагнитного клапана 10.Полезная модель направлена на повышение эффективности работы системы охлаждения.2 ил.
Description
Полезная модель относится к области энергетики, а именно к устройствам для подготовки пробы теплоносителя к автоматическому мониторингу водно-химического режима котлотурбинного оборудования и может использоваться на тепловых и атомных электростанциях.
Известно устройство для подготовки пробы воды и пара «Кварц-УПП» (Руководство по эксплуатации РЭ 4215-014-27428832-07. - 2009. - 41 с.), состоящее из трех последовательно соединенных теплообменников, вентилей регулировки расхода охлаждающей воды, блока запорных вентилей высокого давления, состоящего из вентиля продувки и управляемого посредством серводвигателя запорного вентиля, ручного регулирующего вентиля-дросселя, блока управления, датчиков температуры, давления и расхода пробы теплоносителя (в дальнейшем пробы), переливной колонки, вентилей раздаточного устройства.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности настройки необходимого давления на выходе из устройства из-за конструкции переливной колонки, неэффективное использование системы охлаждения вследствие отсутствия информации о количестве отложений на теплопередающей поверхности теплообменника и отсутствия автоматического регулирования температуры пробы.
В качестве прототипа выбрано устройство для подготовки пробы теплоносителя (патент US 5,363,874, МПК F16K 31/64, G01N 1/20, опубл. 15.11.1994), состоящее из входного запорного вентиля, отсечного электромагнитного клапана, теплообменника, регулируемого дросселирующего устройства с электроприводом, измерительной диафрагмы и переливного клапана; преобразователей давления пробы, один из которых установлен на входе измерительной диафрагмы, преобразователей температуры пробы и охлаждающей воды, установленных соответственно на выходе регулируемого дросселирующего устройства и на выходе теплообменника, регулирующего вентиля охлаждающей воды на выходе теплообменника, клапана продувки и блока управления, к электрическим входам которого подключены соответствующие электрические выходы преобразователей давления пробы, преобразователей температуры пробы и охлаждающей воды, а электрические выходы соединены с соответствующими электрическими входами отсечного электромагнитного клапана и электропривода регулируемого дросселирующего устройства.
Недостатком устройства-прототипа является неэффективное использование системы охлаждения вследствие отсутствия информации о количестве отложений на теплопередающей поверхности теплообменника и отсутствия автоматического регулирования температуры пробы на выходе.
Задачей полезной модели является повышение эффективности использования системы охлаждения за счет диагностики количества отложений на теплопередающей поверхности теплообменника и автоматического регулирования температуры пробы посредством изменения расхода охлаждающей воды.
Поставленная задача решается за счет того, что в известное устройство для подготовки пробы теплоносителя, состоящее из входного запорного вентиля, отсечного электромагнитного клапана, теплообменника, регулируемого дросселирующего устройства с электроприводом, измерительной диафрагмы и переливного клапана, преобразователей давления пробы, один из которых установлен на входе измерительной диафрагмы, преобразователей температуры пробы и охлаждающей воды, установленных соответственно на выходе регулируемого дросселирующего устройства и на выходе теплообменника, регулирующего вентиля охлаждающей воды на выходе теплообменника, клапана продувки и блока управления, к электрическим входам которого подключены соответствующие электрические выходы преобразователей давления пробы, преобразователей температуры пробы и охлаждающей воды, а электрические выходы соединены с соответствующими электрическими входами отсечного электромагнитного клапана и электропривода регулируемого дросселирующего устройства, согласно полезной модели дополнительно введены регулирующий электромагнитный клапан, соединенный байпасно с регулирующим вентилем охлаждающей воды, расходомер охлаждающей воды, вход которого соединен с выходами регулирующего вентиля охлаждающей воды и регулирующего электромагнитного клапана, преобразователи температуры пробы и охлаждающей воды на входах теплообменника, электрические выходы которых подключены к электрическим входам блока управления, к электрическому выходу которого дополнительно подключен электрический вход регулирующего электромагнитного клапана. Кроме того, преобразователь давления пробы и отсечной электромагнитный клапан пробы установлены между входным запорным вентилем и теплообменником, а клапан продувки расположен на входе пробы в устройство.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами: на фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема предлагаемой полезной модели устройства для подготовки пробы теплоносителя, на фиг. 2 изображен график зависимости требуемого расхода охлаждающей воды от ее температуры на входе в теплообменник при различных температурах пробы на входе в теплообменник.
Устройство для подготовки пробы теплоносителя содержит входной запорный вентиль 1, отсечной электромагнитный клапан 2, теплообменник 3, регулируемое дросселирующее устройство 4 с электроприводом 5, измерительную диафрагму 6 и переливной клапан 7.
На входе пробы в устройство для подготовки пробы теплоносителя установлен клапан продувки 8.
На выходе теплообменника 3 байпасно установлены регулирующий вентиль охлаждающей воды 9 и регулирующий электромагнитный клапан 10 охлаждающей воды, выходы которых соединены с входом расходомера 11 охлаждающей воды.
Преобразователи давления пробы 12 и 13 установлены на выходе входного запорного вентиля 1 и на входе измерительной диафрагмы 6. Преобразователи температуры пробы 14 и 15 и охлаждающей воды 16, 17 установлены соответственно на входах и выходах теплообменника 3.
Электрические выходы расходомера 11 охлаждающей воды, преобразователей давления пробы 12, 13, преобразователей температуры пробы 14, 15 и охлаждающей воды 16, 17 связаны с соответствующими электрическими входами блока управления 18. Электрические выходы блока управления 18 связаны с электрическими входами отсечного электромагнитного клапана 2, электропривода 5 и регулирующего электромагнитного клапана 10.
Устройство для подготовки пробы теплоносителя работает следующим образом. Проба теплоносителя в виде воды или пара поступает под высоким давлением (до 25 МПа) и с высокой температурой (до 150°С) на входной запорный вентиль 1, далее проходит через отсечной электромагнитный клапан 2 и поступает в теплообменник 3, где охлаждается до температуры 35±2°С. С выхода теплообменника 3 проба поступает на вход регулируемого дросселирующего устройства 4, снижающего давление пробы до 0,05-0,15 МПа. С помощью регулируемого дросселирующего устройства 4 также устанавливается и поддерживается на заданном уровне расход пробы путем изменения положения его подвижного органа при помощи электропривода 5, работающего по сигналу от блока управления 18.
После регулируемого дросселирующего устройства 4 проба поступает на вход измерительной диафрагмы 6 с известной расходно-перепадной характеристикой, записанной в память блока управления 18. С выхода измерительной диафрагмы 6 проба одновременно поступает к анализаторам и на вход переливного клапана 7, поддерживающего предварительно настроенный уровень давления пробы 0,1±0,005 МПа.
Блок управления 18, непрерывно получая сигнал от преобразователя давления пробы 13, вычисляет объемный расход пробы, протекающей в системе, используя записанную в его памяти расходно-перепадную характеристику измерительной диафрагмы 6 и давление настройки переливного клапана 7. При изменении расхода пробы от заданного значения блок управления 18 выдает сигнал на электропривод 5, который изменяет положение подвижного органа регулируемого дросселирующего устройства 4, восстанавливая заданный расход пробы.
Автоматическое регулирование температуры пробы на выходе регулируемого дросселирующего устройства 4 в пределах 35±2°С осуществляется блоком управления 18 на основе показаний преобразователя температуры пробы 15 и заданной ее уставки путем изменения байпасного расхода охлаждающей воды регулирующим электромагнитным клапаном 10 охлаждающей воды. При этом основной расход охлаждающей воды настраивается вручную регулирующим вентилем 9 охлаждающей воды.
При достижении температуры пробы на выходе регулируемого дросселирующего устройства 4, регистрируемой преобразователем температуры 15, предельно допустимого значения 45°С блок управления 18 выдает сигнал на закрытие отсечного электромагнитного клапана пробы 2, осуществляя защиту приборов автоматического химического контроля от случайного превышения температуры пробы выше допустимого значения.
При случайном превышении давления пробы сверх давления настройки переливного клапана 7, сигнал от преобразователя давления 13 поступает на блок управления 18, который также выдает сигнал на закрытие отсечного электромагнитного клапана пробы 2.
Контроль за количеством отложений на теплообменной поверхности теплообменника 3 осуществляется следующим образом. Известно, что для поддержания температуры пробы на выходе из теплообменника 3 в заданных пределах, необходимо передать определенное количество теплоты 
охлаждающей воде:
где 
- количество теплоты, отбираемое охлаждающей водой от пробы;
tпр.вх, tпр.вых - температура пробы на входе и выходе из теплообменника 3;
Gпр - массовый расход пробы, рассчитываемый блоком управления 18 по объемному расходу пробы на основе показаний преобразователя давления 13, давления настройки переливного клапана 7 и расходно-перепадной характеристики измерительной диафрагмы 6, записанных в память блока управления 18;
спр - удельная теплоемкость пробы.
Так как расход пробы Gпр и значение ее температуры tпр.вых на выходе из теплообменника 3 (равной температуре, регистрируемой преобразователем температуры пробы 15) поддерживаются постоянными, то количество теплоты 
зависит только от температуры пробы tпр.вх на входе в теплообменник 3. Следовательно, для каждой температуры пробы на входе tпр.вх можно определить 
, которое должно передаваться охлаждающей воде.
В начальный момент эксплуатации теплообменника 3 (без отложений на теплообменной поверхности) для охлаждения пробы с температурой на входе 
до температуры tпр.вых=const необходимо передать количество теплоты 
охлаждающей воде. Если охлаждающая вода при этом имеет на входе в теплообменник температуру tохл.вх1, то чтобы пробу охладить до температуры tпр.вых=const необходим расход охлаждающей воды 
. Это соответствует точке А на графике на фиг. 2, построенному для 
.
Графики 
определяются экспериментально до ввода теплообменника 3 в штатную эксплуатацию. Для этого на каждой фиксированной температуре пробы на входе 
i=1…N, строится зависимость 
, при условии, что температура пробы на выходе из теплообменника 3 tпр.вых=const.
В процессе эксплуатации теплообменника 3 происходит образование отложений на поверхности теплообмена, увеличивающих ее термическое сопротивление и, следовательно, снижающих эффективность теплообменника 3 и, как следствие, системы охлаждения. Если в качестве охлаждающей воды используется химически не обработанная техническая вода, то интенсивность образования таких отложений усиливается.
С ростом отложений на поверхности теплообмена, для охлаждения пробы с температурой, например, 
до tпр.вых=const требуется обеспечить больший расход охлаждающей воды 
с температурой tохл.вх1 (точка В на фиг. 2). Определение критического расхода охлаждающей воды, при котором дальнейшее использование системы охлаждения неэффективно, выполняет блок управления 18 с соответствующими преобразователями параметров и исполнительными элементами.
Блок управления 18 при определении эффективности работы системы охлаждения работает по следующему алгоритму:
1) С помощью преобразователя температуры 14 пробы фиксируется текущая температура пробы 
на входе в теплообменник 3.
2) По текущей температуре охлаждающей воды на входе в теплообменник tохл.вх, измеренной с помощью преобразователя температуры охлаждающей воды 16, определяется по графику на фиг. 2 номинальный расход охлаждающей воды 
для текущей температуры пробы 
, соответствующий теплообменнику без отложений.
3) Производится сравнение номинального расхода воды 
, полученного по графику на фиг. 2 (см. пункт 2) с текущим расходом охлаждающей воды 
, измеренным расходомером охлаждающей воды 11. Если 
, блок управления 18 выдает предупредительный сигнал, оповещающий о критическом снижении эффективности системы охлаждения вследствие наличия отложений на поверхности теплообменника и необходимости его очистки от них. Величина коэффициента k может находиться в пределах k=1,4…1,6, что соответствует снижению эффективности теплообменника на 40…60%.
Заявленное устройство для подготовки пробы теплоносителя по сравнению с прототипом:
- автоматически поддерживает заданную температуру пробы на выходе из устройства в требуемом диапазоне;
- непрерывно контролирует эффективность работы системы охлаждения.
Claims (1)
- Устройство для подготовки пробы теплоносителя, состоящее из входного запорного вентиля, отсечного электромагнитного клапана, теплообменника, регулируемого дросселирующего устройства с электроприводом, измерительной диафрагмы и переливного клапана; преобразователей давления пробы, один из которых установлен на входе измерительной диафрагмы, преобразователей температуры пробы и охлаждающей воды, установленных соответственно на выходе регулируемого дросселирующего устройства и на выходе теплообменника, регулирующего вентиля охлаждающей воды на выходе теплообменника, клапана продувки и блока управления, к электрическим входам которого подключены соответствующие электрические выходы преобразователей давления пробы, преобразователей температуры пробы и охлаждающей воды, а электрические выходы соединены с соответствующими электрическими входами отсечного электромагнитного клапана и электропривода регулируемого дросселирующего устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены регулирующий электромагнитный клапан, соединенный байпасно с регулирующим вентилем охлаждающей воды, расходомер охлаждающей воды, вход которого соединен с выходами регулирующего вентиля охлаждающей воды и регулирующего электромагнитного клапана, преобразователи температуры пробы и охлаждающей воды на входах теплообменника, электрические выходы которых подключены к электрическим входам блока управления, к электрическому выходу которого дополнительно подключен электрический вход регулирующего электромагнитного клапана; преобразователь давления пробы и отсечной электромагнитный клапан пробы установлены между входным запорным вентилем и теплообменником, а клапан продувки расположен на входе пробы в устройство.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016102526U RU171369U1 (ru) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Мехатронная система подготовки пробы теплоносителя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016102526U RU171369U1 (ru) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Мехатронная система подготовки пробы теплоносителя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU171369U1 true RU171369U1 (ru) | 2017-05-29 |
Family
ID=59032553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016102526U RU171369U1 (ru) | 2016-01-26 | 2016-01-26 | Мехатронная система подготовки пробы теплоносителя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU171369U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4713772A (en) * | 1985-11-18 | 1987-12-15 | Westinghouse Electric Corp. | Automatic on-line chemistry monitoring system having improved calibration unit |
| US5363874A (en) * | 1992-10-08 | 1994-11-15 | Sentry Equipment Corp. | Automated sample conditioning module |
| RU16202U1 (ru) * | 2000-06-19 | 2000-12-10 | Проектно-конструкторский и технологический институт трубопроводной арматуры "Атомармпроект" | Система подготовки проб и измерений |
| WO2013098835A2 (en) * | 2011-10-13 | 2013-07-04 | Noor Syed Rasheed | A variable rod-in-tube pressure reducer with thermal and safety relief valve device |
-
2016
- 2016-01-26 RU RU2016102526U patent/RU171369U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4713772A (en) * | 1985-11-18 | 1987-12-15 | Westinghouse Electric Corp. | Automatic on-line chemistry monitoring system having improved calibration unit |
| US5363874A (en) * | 1992-10-08 | 1994-11-15 | Sentry Equipment Corp. | Automated sample conditioning module |
| RU16202U1 (ru) * | 2000-06-19 | 2000-12-10 | Проектно-конструкторский и технологический институт трубопроводной арматуры "Атомармпроект" | Система подготовки проб и измерений |
| WO2013098835A2 (en) * | 2011-10-13 | 2013-07-04 | Noor Syed Rasheed | A variable rod-in-tube pressure reducer with thermal and safety relief valve device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105630033B (zh) | 基于自适应模糊pid的水温控制方法及其控制系统 | |
| CN203375724U (zh) | 燃气热水器出水口水温控制装置 | |
| CN2802491Y (zh) | 燃气热水器综合测试系统 | |
| RU2014126365A (ru) | Способ регулирования температуры помещения в одном или группе из нескольких помещений, а также устройство для выполнения способа | |
| CN104502131A (zh) | 一种变速箱吸入式过滤器性能测试系统 | |
| CN206610182U (zh) | 一种控制高低温循环变化及恒温的装置 | |
| CN111271341A (zh) | 一种液压缸内泄漏高精度检测试验台 | |
| RU171369U1 (ru) | Мехатронная система подготовки пробы теплоносителя | |
| CN105626948B (zh) | 平衡阀 | |
| Sharma et al. | Modeling and simulation of heat exchanger used in soda recovery | |
| CN111524619B (zh) | 一种研究自然循环系统动态自反馈特性的实验装置和方法 | |
| CN105651523B (zh) | 一种试车台进气系统单比例节流阀的调试方法 | |
| CN109885107B (zh) | 一种用于修正控制阀流量系数的方法及其装置 | |
| CN110108595B (zh) | 一种气-汽混合法湿度监测装置 | |
| CN114235380B (zh) | 一种低压大流量溢流阀试验系统及其试验方法 | |
| CN110567674A (zh) | 板翅式换热器翅片流动阻力特性测试装置及其测试方法 | |
| CN205879907U (zh) | 一种火力发电厂换热器的多功能在线监测装置 | |
| CN105651519B (zh) | 一种试车台进气系统进气压力调节阀的调试方法 | |
| CN209496296U (zh) | 一种新型蒸汽压力温度控制装置 | |
| CN104454119A (zh) | 用于发动机冷却液的恒温控制装置及其控制方法 | |
| TW202210769A (zh) | 多段熱泵性能測試系統 | |
| Peshko et al. | Technological Wear Influence Analysis on the Decrease in the Efficiency of a Closed Loop Control of Heat Exchange Equipment | |
| CN103743568A (zh) | 一种多缸柴油机试验室冷却水辅助系统 | |
| CN110987393B (zh) | 可实现自动控制的航空散热器寿命试验装置及其寿命试验方法 | |
| CN115494891B (zh) | 一种利用开关电磁阀恒温控制装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200127 |