RU225008U1 - Isokinetic steam extraction device - Google Patents
Isokinetic steam extraction device Download PDFInfo
- Publication number
- RU225008U1 RU225008U1 RU2024105708U RU2024105708U RU225008U1 RU 225008 U1 RU225008 U1 RU 225008U1 RU 2024105708 U RU2024105708 U RU 2024105708U RU 2024105708 U RU2024105708 U RU 2024105708U RU 225008 U1 RU225008 U1 RU 225008U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- housing
- tip
- longitudinal axis
- working medium
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000003189 isokinetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 30
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003041 laboratory chemical Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к области технологий и устройств непрерывного отбора пара из трубопроводов, в том числе насыщенного пара высокого давления, где требуется высокая точность определения показателей качества отбираемой среды, и предполагается использовать в области тепловой энергетики на энергетических объектах высокого давления. Технический результат - повышение представительности отобранного пара. Изокинетическое устройство отбора пара содержит литой корпус 2 цилиндрической формы с наконечником 1, выполненным в виде усеченного конуса для монтажа внутрь паропровода сквозь его стену 3, при этом канал отбора рабочей среды 4 выполнен в виде г-образного отверстия диаметром d, выточенного внутри корпуса 2, один конец которого соосен продольной оси корпуса 2, а второй конец, расположенный внутри наконечника 1, перпендикулярен продольной оси корпуса 2 и выполнен в виде отвода с радиусом скругления, равным 0,9d. При этом длина второго конца канала отбора рабочей среды 4, измеренная от входного отверстия до точки пересечения с продольной осью его первого конца, составляет величину, равную 2d. Торец корпуса 2, свободный от присоединения к паропроводу, соединен со штуцерными клапанами 5, например, сварочным односторонним угловым швом. Внешняя поверхность корпуса 2 и наконечника 1 теплоизолированы. 4 ил. The utility model relates to the field of technologies and devices for continuous extraction of steam from pipelines, including high-pressure saturated steam, where high accuracy in determining the quality indicators of the sampled medium is required, and is intended to be used in the field of thermal energy at high-pressure power facilities. The technical result is to increase the representativeness of the selected pair. The isokinetic steam extraction device contains a cast housing 2 of cylindrical shape with a tip 1 made in the form of a truncated cone for installation inside the steam pipeline through its wall 3, while the working medium extraction channel 4 is made in the form of an L-shaped hole with a diameter d machined inside the housing 2, one end of which is coaxial with the longitudinal axis of the body 2, and the second end, located inside the tip 1, is perpendicular to the longitudinal axis of the body 2 and is made in the form of a bend with a rounding radius equal to 0.9d. In this case, the length of the second end of the working medium sampling channel 4, measured from the inlet to the point of intersection with the longitudinal axis of its first end, is equal to 2d. The end of the housing 2, free from connection to the steam line, is connected to the valves 5, for example, by a one-sided fillet weld. The outer surface of the body 2 and the tip 1 are thermally insulated. 4 ill.
Description
Полезная модель относится к области технологий и устройств непрерывного отбора пара из трубопроводов, в том числе насыщенного пара высокого давления, где требуется высокая точность определения показателей качества отбираемой среды, и может быть в частности использовано в области тепловой энергетики, химической промышленности, нефтехимической промышленности. The utility model relates to the field of technologies and devices for continuous extraction of steam from pipelines, including high-pressure saturated steam, where high accuracy in determining the quality indicators of the sampled medium is required, and can be particularly used in the field of thermal energy, the chemical industry, and the petrochemical industry.
Известно устройство для отбора проб (патент РФ №202823, МПК F17D 3/10, опубл. 09.03.2021, бюл. №7), которое состоит из корпуса, выполненного в виде патрубка с продольными пазами, крышкой, основанием, сальниковым уплотнением, штоком, пробозаборной трубкой с наконечником, шпинделем и штурвалом. Данный аналог спроектирован так, что имеется возможность поворота наконечника зонда ручным способом, для достижения перпендикулярности плоскости входного сечения устройства отбора пробы относительно потока пара транспортируемой среды. A device for sampling is known (RF patent No. 202823, IPC F17D 3/10, publ. 03/09/2021, Bulletin No. 7), which consists of a body made in the form of a pipe with longitudinal grooves, a cover, a base, a gland seal, and a rod , sampling tube with tip, spindle and steering wheel. This analogue is designed in such a way that it is possible to rotate the probe tip manually to achieve perpendicularity to the plane of the inlet section of the sampling device relative to the vapor flow of the transported medium.
Недостатком этого технического решения является отсутствие применимости на трубопроводах с насыщенным паром из-за возможности образования конденсатной пленки, так как дополнительных теплоизоляционных качеств корпуса нет, а также применение только на трубопроводах с рабочей средой - газом.The disadvantage of this technical solution is the lack of applicability on pipelines with saturated steam due to the possibility of formation of a condensate film, since there are no additional thermal insulation qualities of the housing, and also its use only on pipelines with a working medium - gas.
Известно устройство для отбора изокинетических проб рабочей среды (патент РФ №2095777, МПК G01N 1/10, опубл. 10.11.1997), которое имеет по меньшей мере одно отверстие для отбора проб и содержит силовой цилиндр со штоком, запорный клапан, соединенный с силовым цилиндром и выполненный с возможностью соединения с указанным отверстием для отбора проб, и зонд, связанный со свободным концом штока силового цилиндра. Зонд установлен с возможностью аксиального перемещения из устройства через запорный клапан для ввода через отверстие для отбора проб в поток рабочей среды и имеющий по меньшей мере одно приемное отверстие, сообщающееся с каналом внутри штока силового цилиндра. Шток выполнен в виде двух коаксиально установленных внутренней и наружной трубок. Зонд смонтирован на внутренней трубке. На свободном конце наружной трубки выполнено дополнительное приемное отверстие. В зонде приемное отверстие и приемное отверстие в трубчатом штоке смещены относительно друг друга на угол 180°C. Приемное отверстие в зонде обращено навстречу потоку рабочей среды для забора заданной части потока во внутреннюю трубку.A device for taking isokinetic samples of the working environment is known (RF patent No. 2095777, IPC G01N 1/10, publ. November 10, 1997), which has at least one hole for sampling and contains a power cylinder with a rod, a shut-off valve connected to the power cylinder and configured to be connected to said sampling hole, and a probe connected to the free end of the power cylinder rod. The probe is installed with the possibility of axial movement from the device through a shut-off valve for insertion through the sampling hole into the flow of the working medium and having at least one receiving hole communicating with the channel inside the power cylinder rod. The rod is made in the form of two coaxially installed inner and outer tubes. The probe is mounted on the inner tube. An additional receiving hole is made at the free end of the outer tube. In the probe, the receiving hole and the receiving hole in the tubular rod are offset relative to each other by an angle of 180°C. The receiving hole in the probe faces the flow of the working medium to take a given part of the flow into the inner tube.
Недостатками этого устройства являются применение только для отбираемых сред, находящихся под высоким давлением, а также исследована применимость только на трубопроводах с рабочей средой - газом.The disadvantages of this device are its use only for sampled media under high pressure, and the applicability has also been studied only on pipelines with a working medium - gas.
Известно пробоотборное устройство, применяемое для отбора пробы пара на тепловых электростанциях согласно РД 24.031.121-2012. Отбор пробы пара производится однососковым пробоотборным устройством, которое представляет собой пробоотборную трубку внутренним диаметром 6 миллиметров, в корпусе с втулкой. Наконечник вваривается в пробоотборную трубку на расстоянии 5-6 мм от торцевой стороны устройства отбора пробы, из-за чего и образуется застойная зона. Устройство монтируется в основной паропровод пара, учитывая, что поток исследуемой среды должен входить в устройство перпендикулярно плоскости входного сечения данного пробоотборного устройства. A sampling device is known that is used to take a steam sample at thermal power plants in accordance with RD 24.031.121-2012. Steam sampling is carried out with a single-nipple sampling device, which is a sampling tube with an internal diameter of 6 millimeters, in a housing with a sleeve. The tip is welded into the sampling tube at a distance of 5-6 mm from the end side of the sampling device, which is why a stagnation zone is formed. The device is mounted in the main steam pipeline, taking into account that the flow of the medium under study must enter the device perpendicular to the plane of the inlet section of this sampling device.
Недостатками этого технического решения являются наличие застойных зон и зон завихрений, нарушение процесса теплообмена. The disadvantages of this technical solution are the presence of stagnant zones and turbulence zones, disruption of the heat exchange process.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является пробоотборное устройство отбора пара, соответствующее стандарту ASTM (ASTM D1066-06 Standard Practice for Sampling Steam), которое применяется для пара среднего и высокого давлений и содержит пробоотборную трубку, втулку для сохранения параметров среды внутри устройства. The closest in technical essence to the declared utility model is a steam sampling device that complies with the ASTM standard (ASTM D1066-06 Standard Practice for Sampling Steam), which is used for medium and high pressure steam and contains a sampling tube, a bushing for storing environmental parameters inside the device.
Недостатком этого технического решения является наличие в патрубке отбора пара поворота в 90 градусов с отсутствием сглаживания угла, что способствует образованию застойных зон, где происходит скапливание примесей и соединений магнетита - теряется представительность пробы.The disadvantage of this technical solution is the presence in the steam extraction pipe of a 90-degree turn with no smoothing of the angle, which contributes to the formation of stagnant zones where impurities and magnetite compounds accumulate - the representativeness of the sample is lost.
Задачей полезной модели является снижения количества застойных зон и зон завихрений, где происходит падение скорости и выпадение из потока отобранной среды продуктов коррозии и иных примесей.The purpose of the useful model is to reduce the number of stagnant zones and turbulence zones, where the speed drops and corrosion products and other impurities fall out of the flow of the selected medium.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение представительности отобранного пара. The technical result of this utility model is to increase the representativeness of the selected pair.
Это достигается за счет использования изокинетического устройства отбора пара, состоящий из корпуса цилиндрической формы, канала отбора рабочей среды, который имеет г-образный поворот диаметром d, торец корпуса, свободный от присоединения к паропроводу соединён со штуцерными клапанами, согласно полезной модели корпус выполнен литым с наконечником в виде усеченного конуса, один конец канала отбора рабочей среды соосен продольной части корпуса, второй - расположен внутри наконечника и перпендикулярен продольной оси корпуса, выполнен в виде отвода с радиусом скругления, равным 0,9d, при этом длина второго конца канала отбора рабочей среды, измеренная от входного сечения потока пара до точки пересечения с продольной осью его первого конца, составляет величину, равную 2d, внешняя поверхность корпуса теплоизолирована.This is achieved through the use of an isokinetic steam extraction device, consisting of a cylindrical body, a working medium extraction channel, which has an L-shaped turn with a diameter d, the end of the body, free from connection to the steam line, is connected to union valves; according to the utility model, the body is made cast with a tip in the form of a truncated cone, one end of the working medium sampling channel is coaxial with the longitudinal part of the body, the second is located inside the tip and perpendicular to the longitudinal axis of the housing, made in the form of a bend with a rounding radius equal to 0.9d, while the length of the second end of the working medium sampling channel , measured from the inlet section of the steam flow to the point of intersection with the longitudinal axis of its first end, is a value equal to 2d, the outer surface of the housing is thermally insulated.
Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями, где: на фиг.1 представлена принципиальная схема установленного изокинетического устройства отбора пара на трубопроводе и приняты следующие обозначения:The essence of the utility model is illustrated by illustrations, where: Fig. 1 shows a schematic diagram of an installed isokinetic steam extraction device on a pipeline and the following notations are adopted:
1 - наконечник;1 - tip;
2 - корпус;2 - body;
3 - стенка паропровода;3 - wall of the steam pipeline;
4 - канал отбора рабочей среды;4 - channel for selecting the working medium;
5 - штуцерный клапан.5 - union valve.
На фиг. 2 - диаграмма изменения скорости потока по длине патрубка отбора рабочей среды в заявленной полезной модели.In fig. 2 - diagram of the change in flow rate along the length of the working medium extraction pipe in the claimed utility model.
На фиг. 3 - результат моделирования процесса отбора пробы пара ближайшего аналога. In fig. 3 - the result of modeling the process of sampling the steam of the closest analogue.
На фиг. 4 - результат моделирования процесса отбора пробы насыщенного пара заявленной полезной модели.In fig. 4 - the result of modeling the process of sampling saturated steam of the claimed utility model.
Изокинетическое устройство отбора пара содержит литой корпус 2 цилиндрической формы с наконечником 1, выполненным в виде усеченного конуса для монтажа внутрь паропровода сквозь его стенку 3, при этом канал отбора рабочей среды 4 диаметром d, выточен внутри корпуса 2, один конец которого соосен продольной оси корпуса 2, а второй конец, расположенный внутри наконечника 1, перпендикулярен продольной оси корпуса 2 и выполнен в виде отвода с радиусом скругления, равным 0,9d. При этом длина второго конца канала отбора рабочей среды 4, измеренная от входного сечения до точки пересечения с продольной осью его первого конца, составляет величину, равную 2d. Торец корпуса 2, свободный от присоединения к паропроводу соединён со штуцерными клапанами 5, например, сварочным односторонним угловым швом. Внешняя поверхность корпуса 2, наконечника 1 теплоизолированы. Для обслуживания устройства отбора необходимы штуцерные клапаны, которые расположены друг относительно друга под углом равным 90° с целью удобства использования в условиях высоких нагрузок.The isokinetic steam extraction device contains a cast housing 2 of cylindrical shape with a tip 1 made in the form of a truncated cone for installation inside the steam pipeline through its wall 3, while the working medium extraction channel 4 with a diameter d is machined inside the housing 2, one end of which is coaxial with the longitudinal axis of the housing 2, and the second end, located inside the tip 1, is perpendicular to the longitudinal axis of the body 2 and is made in the form of a bend with a rounding radius equal to 0.9d. In this case, the length of the second end of the working medium sampling channel 4, measured from the inlet section to the point of intersection with the longitudinal axis of its first end, is equal to 2d. The end of the housing 2, free from connection to the steam line, is connected to the valves 5, for example, by a one-sided fillet weld. The outer surface of the body 2, tip 1 is thermally insulated. To service the selection device, nozzle valves are required, which are located relative to each other at an angle of 90° for ease of use under high load conditions.
Изокинетическое устройство отбора пара работает следующим образом.The isokinetic steam extraction device operates as follows.
Корпус 2 вваривается в стенку паропровода 3, например, односторонним угловым швом со скосом одной кромки, при этом входное сечение канала отбора рабочей среды 4 внутри паропровода располагают навстречу направления потока рабочей среды. После установки устройства пар подается в пробоотборную линию. Пар поступает из барабана котла в паропровод с установленным устройством. После того, как пар попадает в канал отбора рабочей среды 4 на расстоянии 2d, поток пара претерпевает поворот на 90° и далее движется по каналу 4. Затем пар, после прохождения через штуцерные клапаны 5, поступает в устройство подготовки пробы, где происходит его дросселирование и конденсация с последующим охлаждением конденсата пара до температуры 25°С и направляется к датчикам автоматического и лабораторного химического контроля. При этом теплоизоляция нужна в устройстве отбора пара для обеспечения изокинетичности, т.е. постоянства параметров пара (температуры и давления) при отборе.The housing 2 is welded into the wall of the steam line 3, for example, with a one-sided fillet weld with a bevel of one edge, while the inlet section of the working medium extraction channel 4 inside the steam line is positioned opposite the direction of the working fluid flow. After installing the device, steam is supplied to the sampling line. Steam flows from the boiler drum into the steam line with the installed device. After the steam enters the working medium sampling channel 4 at a distance of 2d, the steam flow undergoes a rotation of 90° and then moves along channel 4. Then the steam, after passing through the nozzle valves 5, enters the sample preparation device, where it is throttled and condensation with subsequent cooling of the steam condensate to a temperature of 25°C and is sent to automatic and laboratory chemical control sensors. In this case, thermal insulation is needed in the steam extraction device to ensure isokineticity, i.e. constancy of steam parameters (temperature and pressure) during selection.
Использование скругления с радиусом, равным 0,9d, в канале отбора рабочей среды 4, а также оптимальной длины второго конца канала отбора рабочей среды 4, равной 2d, в отличие от ближайшего аналога, позволяет исключить образования зоны завихрения в результате резкого изменения направления потока (фиг. 2-4). В заявленном устройстве параметры канала отбора рабочей среды 4 определены в результате численных расчетов потока пара и подтверждены экспериментально. Применение теплоизоляции корпуса необходимо для обеспечения постоянства температуры потока при прохождении через устройство отбора пробы. The use of a rounding with a radius equal to 0.9d in the working medium sampling channel 4, as well as the optimal length of the second end of the working medium sampling channel 4, equal to 2d, in contrast to the closest analogue, makes it possible to eliminate the formation of a vortex zone as a result of a sharp change in the flow direction ( fig. 2-4). In the claimed device, the parameters of the working medium selection channel 4 are determined as a result of numerical calculations of steam flow and confirmed experimentally. The use of thermal insulation of the housing is necessary to ensure a constant flow temperature when passing through the sampling device.
Соблюдение равенства скорости, температуры, давления и плотности обеспечивает изокинетичность и представительность качества пара. Maintaining equality of speed, temperature, pressure and density ensures isokinetic and representative steam quality.
Использование полезной модели позволяет получить изокинетичность и представительность пара за счет соблюдения условий равенства скоростей потока в основном паропроводе и пробоотборной трубке, а также постоянства таких теплофизических параметров, как: давление, плотность и температура отбираемого пара.The use of a useful model makes it possible to obtain isokineticity and representativeness of steam due to compliance with the conditions of equality of flow rates in the main steam line and the sampling tube, as well as the constancy of such thermophysical parameters as: pressure, density and temperature of the sampled steam.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU225008U1 true RU225008U1 (en) | 2024-04-11 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2095777C1 (en) * | 1991-07-17 | 1997-11-10 | Дюбдаль Бьерн | Device for taking isokinetic samples of working medium |
| RU2309391C2 (en) * | 2005-11-11 | 2007-10-27 | Михаил Семенович Немиров | Method and device for sampling liquid from pipeline |
| RU207836U1 (en) * | 2021-08-20 | 2021-11-18 | Акционерное общество "Интер РАО-Электрогенерация" | AUTOMATED DEVICE FOR SAMPLING DUST FROM THE DUSTED GAS STREAM TRACT |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2095777C1 (en) * | 1991-07-17 | 1997-11-10 | Дюбдаль Бьерн | Device for taking isokinetic samples of working medium |
| RU2309391C2 (en) * | 2005-11-11 | 2007-10-27 | Михаил Семенович Немиров | Method and device for sampling liquid from pipeline |
| RU207836U1 (en) * | 2021-08-20 | 2021-11-18 | Акционерное общество "Интер РАО-Электрогенерация" | AUTOMATED DEVICE FOR SAMPLING DUST FROM THE DUSTED GAS STREAM TRACT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11105716B2 (en) | Gas probes | |
| CN102121896B (en) | Experimental device for jet etching simulation and electrochemical test of high-temperature high-pressure loop | |
| US8261601B2 (en) | Top of the line corrosion apparatus | |
| CN105973919B (en) | Core holding unit | |
| US5456124A (en) | Probe for exhaust gas sampling | |
| US3765226A (en) | Self-powered sample probe | |
| CN104458356A (en) | Flue gas sampling gun and operating method thereof | |
| CN104931380B (en) | A kind of thermal power plant unit thermodynamic system non-solubility Methods For The Determination of Iron and device | |
| CN109725059B (en) | Method for ultrasonic Doppler nondestructive detection of corrosion defects of inner wall of pipeline | |
| RU225008U1 (en) | Isokinetic steam extraction device | |
| CN205317539U (en) | Mobile steam sample structure of direction adjustable | |
| CN211206150U (en) | Test tube for wax deposition loop experiment of wax-containing crude oil | |
| CN107831048B (en) | Steam constant-speed sampling device | |
| CN207585729U (en) | A kind of heavy caliber fluid flowmeter on-line calibration device | |
| CN203605982U (en) | ASME large-diameter nozzle device | |
| CN106501308B (en) | A kind of box type heat transfer device | |
| RU1772436C (en) | Method of determining condition of pipe line | |
| RU2644449C1 (en) | Measuring instrument of content of disperse phase in the gas flow | |
| WO1998012533A1 (en) | A method in isokinetic fluid sampling and a device to be used in carrying out the method | |
| RU195209U1 (en) | GAS FLOW SAMPLING FLOW NORMALIZING | |
| CN212845283U (en) | Novel heating probe rod | |
| RU2773451C1 (en) | Heat exchanger tightness control method | |
| RU221573U1 (en) | COMPACT PROVER FLOW PIPE | |
| RU94025089A (en) | Sampler of fluids from pipe-line | |
| Bo et al. | Magnetic detection technique for double-layer steel tubing and casing damage |