RU2551386C2 - Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды - Google Patents

Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды Download PDF

Info

Publication number
RU2551386C2
RU2551386C2 RU2013139969/28A RU2013139969A RU2551386C2 RU 2551386 C2 RU2551386 C2 RU 2551386C2 RU 2013139969/28 A RU2013139969/28 A RU 2013139969/28A RU 2013139969 A RU2013139969 A RU 2013139969A RU 2551386 C2 RU2551386 C2 RU 2551386C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
flow
static pressure
wet
water
Prior art date
Application number
RU2013139969/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013139969A (ru
Inventor
Александр Васильевич Коваленко
Original Assignee
Александр Васильевич Коваленко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Васильевич Коваленко filed Critical Александр Васильевич Коваленко
Priority to RU2013139969/28A priority Critical patent/RU2551386C2/ru
Publication of RU2013139969A publication Critical patent/RU2013139969A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2551386C2 publication Critical patent/RU2551386C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для исследования измерителей потока насыщенного и влажного пара. Заявлен способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, включающий измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока перегретого пара, измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока воды, измерение статического давления и температуры в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды. Способ также включает измерение динамического разрежения в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, изменение режима течения влажного пара по параметрам теплового и/или массового расходов при сохранении значения статического давления, или пассивное ожидание момента возникновения такого обстоятельства, или выбор из памяти контроллера параметров течения влажного пара в прошлый момент времени с требуемым значением статического давления, теплового и массового расходов, определение в выбранном режиме всех параметров, измеряемых в исходном режиме, вычисление по совокупности всех измерений. Технический результат - повышение точности и достоверности получаемых данных. 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, может быть использовано для исследования измерителей потока насыщенного и влажного пара как средство, компенсирующее отсутствие эталонных и образцовых измерителей параметров влажного пара.
Уровень техники
Аналогом изобретения является способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе парогенератора, включающий: измерение статического давления и степени сухости пара и расхода исходной воды в двух режимах работы парогенератора, отличающихся по параметрам теплового и(или) массового расходов при сохранении значения статического давления [Патент RU №2488105, БИ №20 от 20.07.2013].
С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков аналога: «измерение статического давления, изменение режима по параметрам теплового и(или) массового расходов при сохранении значения статического давления, измерение в измененном режиме всех параметров, измеряемых в исходном режиме; вычисление по совокупности всех измерений».
Недостатком аналога является:
А. Недостаточная точность определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз. Этот недостаток обусловлен недостаточной точностью определения степени сухости по отбираемой пробе пара; а также расхода пара по расходу исходной воды парогенератора.
Прототипом изобретения является способ определения тепловых и массовых расходов, а также степени сухости влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, включающий: измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока перегретого пара; измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока воды; измерение давления и температуры в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды [Заявка RU №2011149664, МПК G01N 25/60. «Устройство для исследования средств контроля потока влажного пара», БИ №17, дата публикации 20.06.2013].
С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: «измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока перегретого пара; измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока воды; измерение статического давления и температуры в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды».
Известный способ позволяет с высокой точностью определять тепловые и массовые расходы, а также энтальпию и степень сухости в паропроводе влажного пара после узла смешения потоков перегретого пара и воды.
Однако прототип обладает недостатком:
А. Известный способ не позволяет определять истинное объемное паросодержание и скорости движения паровой и жидкой фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, что ограничивает область применения известного способа. Так, например, без возможности определения текущих значений истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока невозможно исследование «константы» скольжения фаз (параметр Бенкова). Физический параметр «константа» скольжения фаз определяет отношение истинного объемного паросодержания к расходному объемному паросодержанию потока влажного пара.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено изобретение, является: способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды. При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат:
А. Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, компенсирующий отсутствие эталонных и образцовых средств аттестации и исследования измерителей насыщенного и влажного пара.
Указанный технический результат достигается тем, что способ,
включающий:
измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока перегретого пара; измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока воды; измерение статического давления и температуры в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды;
включает:
измерение динамического разрежения в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды;
изменение режима течения влажного пара по параметрам теплового и(или) массового расходов при сохранении значения статического давления;
или пассивное ожидание момента возникновения такого обстоятельства;
или выбор из памяти контроллера параметров течения влажного пара в прошлый момент времени с требуемым значением статического давления, теплового и массового расходов;
измерение (определение) в измененном (выбранном) режиме, всех параметров измеряемых в исходном режиме;
вычисление по совокупности всех измерений.
Таким образом, задача изобретения решена.
На рис. 1. показана схема устройства для осуществления способа определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды.
Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, содержит:
паропровод перегретого пара 1 с измерителем расхода 2, с измерителями статического давления 3 и температуры 4, с регулирующей и отсекающей (запирающей) арматурой 6, 8;
узел смешения потоков перегретого пара и воды 9 на участке паропровода после измерителя расхода, статического давления и температуры;
измерители статического давления 10 и температуры 11, а также измеритель динамического разрежения 5, после узла смешения;
линию подвода воды 14 к узлу смешения с измерителем расхода 15, с измерителем статического давления 16 и температуры 17, с регулирующей и отсекающей (запирающей) арматурой 18, 19;
контроллер 20, к входам которого подключены выходы всех измерителей.
В устройстве может быть использован узел смешения перегретого пара и воды показанный на схеме в известном источнике [Плетнев Г.П. Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок электростанций. - М.: Энергоиздат, 1986, с. 217, рис. 11.15].
В качестве датчика динамического разрежения могут быть использованы напорные трубки Пито-Прантля с приемным окном динамического разрежения, направленным по потоку пара.
Температура и давление воды, подводимой к узлу смешения, соответствует давлению насыщающих паров в отходящем от узла смешения паропроводе влажного пара.
В паропроводе, после узла смешения исходные два однофазные потока образуют двухфазный поток влажного пара. Параметры этого потока влажного пара однозначно определяются измеряемыми параметрами исходных потоков перегретого пара и воды:
1. По измеряемым значениям расхода перегретого пара, его статического давления и температуры вычисляются значения массового (Gnn) и теплового (Qnn) расходов входящего в узел смешения потока пара.
2. По измеряемым значениям расхода, статического давления и температуры во входящей линии воды вычисляются значения массового (Gводы) и теплового (Qводы) расходов входящего в узел смешения потока воды.
3. Исходя из того, что на узле смешения отсутствуют потери массы входящих в него потоков перегретого пара и воды, а тепловые потери могут быть минимизированы теплоизоляцией узлов устройства, параметры пара после узла смешения, на участке паропровода для установки исследуемых образцов с достаточной точностью, вычисляются контроллером устройства из следующих соотношений:
Массовый расход потока влажного пара после узла смешения:
Figure 00000001
где G - массовый расход влажного пара;
Gпп - массовый расход перегретого пара к узлу смешения;
Gводы - массовый расход воды к узлу смешения.
Тепловой расход с потоком влажного пара после узла смешения:
Figure 00000002
где Q - тепловой расход влажного пара;
Gпп - тепловой расход перегретого пара;
Gводы - тепловой расход с водой к узлу смешения.
Энтальпия потока влажного пара:
Figure 00000003
где i - энтальпия потока влажного пара.
Степень сухости потока влажного пара:
Figure 00000004
где x - степень сухости потока влажного пара;
i″ - энтальпия паровой фазы потока;
i′ - энтальпия жидкой фазы потока.
Значения энтальпии паровой (i″) и жидкой фаз (i′) влажного пара соответствуют статическому давлению, определяемому измерителем давления 10 после узла смешения.
Массовый расход паровой фазы потока влажного пара (G″):
Figure 00000005
Массовый расход жидкой фазы потока влажного пара (G′):
Figure 00000006
Тепловой расход с паровой фазой потока влажного пара (Q″):
Figure 00000007
Тепловой расход с жидкой фазой потока влажного пара (Q′):
Figure 00000008
Измеритель температуры (поз. 11) используют для контроля перехода перегретого потока пара во влажное состояние и обратно.
Точность определения степени сухости, массового и теплового расходов потока (и отдельных фаз) влажного пара на участке паропровода, отходящего от узла смешения, определяется по точности определения измеряемых расходов массы и тепла перегретого пара, и массы и тепла воды, подводимых к узлу смешения, а также по статическому давлению после узла смешения.
Из системы уравнений (9)…(18), в которой используются вычисляемые на текущий момент времени t значения степени сухости (xt), массового расхода (Gt) и выбранные из памяти контроллера вычисляемые параметры степени сухости (xt-τ), массового расхода (Gt-τ) момента времени t-τ в прошлом, отвечающего условию [( P t с т = P t τ с т
Figure 00000009
) и (Gt≠Gt-τ и(или) Qt≠Qt-τ)], определяются девять неизвестных параметров (αt, αt-τ, ω t ' '
Figure 00000010
, ω t τ ' '
Figure 00000011
, ω t '
Figure 00000012
, ω t τ '
Figure 00000013
, kp, ct, ct-τ) контролируемого потока:
Figure 00000014
где α - истинное объемное паросодержание;
ω″, ω′ - скорости паровой и жидкой фаз потока;
ρ″, ρ′ - плотности паровой и жидкой фаз потока;
F - площадь сечения измерительного участка паропровода;
kp - коэффициент измерителя динамического разрежения;
G - массовый расход влажного пара после узла смешения;
x - степень сухости потока влажного пара после узла смешения;
ΔPp - динамическое разрежение потока после узла смешения;
t - текущий момент времени;
t-τ - выбранный (по условию) прошлый момент времени;
с - «константа» скольжения фаз.
Эта система уравнений может быть решена вводом ограничения на статическое давление ( P t с т = P t τ с т
Figure 00000009
). Выполнение этого ограничения дает основание считать ct=ct-τ. (Зависимость параметра скольжения фаз от статического давления показана в известной книге Л. Тонг «Теплопередача при кипении и двухфазное течение», М.: Мир, 1969, 344 с.).
Алгоритм решения системы уравнений (9)…(18) может быть представлен в следующем виде:
1. Фиксируя kp в точке из области изменения этого параметра (например, kp=1,0);
2. Из уравнения (11) определяют значение ω t ' '
Figure 00000010
. Используя полученное значение ω t ' '
Figure 00000010
, из уравнения (9) определяют значение αt. Подставляя это значение αt в уравнение (10) получают значение ω t '
Figure 00000012
. Подставляя полученные значения αt, ω t ' '
Figure 00000010
, ω t '
Figure 00000012
в уравнение (12), получают значение ct при фиксированном значении kp.
3. Из уравнений (13)…(16) при фиксированном значении kp аналогичным образом получают значение ct-τ.
4. Разность значений ct и ct-τ определяет «невязку» решения при фиксированном значении kp:
ct-ct-τ=δ.
5. Если, например, абсолютное значение полученной «невязки» превышает значение ±0,0001 ( | δ | > 0,0001
Figure 00000015
), то изменяют фиксированное значение kp и возвращаются к пункту 2 алгоритма решения задачи.
6. Если абсолютное значение полученной «невязки» не превышает значение ±0,0001 ( | δ | 0,0001
Figure 00000016
), то «утверждаются» принятое значение kp и полученные расчетным путем значения других неизвестных параметров решаемой системы восьми нелинейных уравнений.
Таким образом, исключая время начального набора информации, например первые 20 мин работы системы, для каждого текущего момента времени t практически без запаздывания могут вычисляться истинное объемное паросодержание и скорости движения паровой и жидкой фаз потока влажного пара.

Claims (1)

  1. Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, включающий измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока перегретого пара, измерение расхода, статического давления и температуры входящего в узел смешения потока воды, измерение статического давления и температуры в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, измерение динамического разрежения в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды, изменение режима течения влажного пара по параметрам теплового и/или массового расходов при сохранении значения статического давления, или пассивное ожидание момента возникновения такого обстоятельства, или выбор из памяти контроллера параметров течения влажного пара в прошлый момент времени с требуемым значением статического давления, теплового и массового расходов, определение в выбранном режиме всех параметров, измеряемых в исходном режиме, вычисление по совокупности всех измерений.
RU2013139969/28A 2013-08-27 2013-08-27 Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды RU2551386C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139969/28A RU2551386C2 (ru) 2013-08-27 2013-08-27 Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139969/28A RU2551386C2 (ru) 2013-08-27 2013-08-27 Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013139969A RU2013139969A (ru) 2015-04-10
RU2551386C2 true RU2551386C2 (ru) 2015-05-20

Family

ID=53282182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013139969/28A RU2551386C2 (ru) 2013-08-27 2013-08-27 Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2551386C2 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2623686C1 (ru) * 2016-06-02 2017-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "ТатАСУ" Информационная система оценки качества пара
RU2685016C1 (ru) * 2018-03-12 2019-04-16 Федеральное агентство научных организаций Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭМ СО РАН) Способ определения истинного объемного паросодержания
RU2690050C1 (ru) * 2018-02-27 2019-05-30 Александр Васильевич Коваленко Способ определения отношения усреднённых скоростей фаз и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усреднённому значению этого параметра по сечению потока при известных значениях массового расхода и степени сухости
RU2705520C1 (ru) * 2018-10-17 2019-11-07 Александр Васильевич Коваленко Способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора
RU2775378C1 (ru) * 2021-08-09 2022-06-30 Александр Васильевич Коваленко Способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1288568A1 (ru) * 1985-01-29 1987-02-07 Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти Способ определени отношени истинного объемного паросодержани к объемному расходному паросодержанию потока влажного пара
CN201653466U (zh) * 2010-04-30 2010-11-24 西北工业大学 一种湿蒸汽流量仪
RU2444726C1 (ru) * 2010-08-02 2012-03-10 Александр Васильевич Коваленко Устройство для контроля тепловой мощности, массового расхода, энтальпии и степени сухости потока влажного пара
RU2011120638A (ru) * 2011-05-20 2012-11-27 Коваленко Александр Васильевич Способ контроля инстинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе парогенератора
RU2011121705A (ru) * 2011-05-27 2012-12-10 Коваленко Александр Васильевич Способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке
RU2011149664A (ru) * 2011-12-06 2013-06-20 Коваленко Александр Васильевич Устройство для исследования средств контроля потока влажного пара

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1288568A1 (ru) * 1985-01-29 1987-02-07 Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти Способ определени отношени истинного объемного паросодержани к объемному расходному паросодержанию потока влажного пара
CN201653466U (zh) * 2010-04-30 2010-11-24 西北工业大学 一种湿蒸汽流量仪
RU2444726C1 (ru) * 2010-08-02 2012-03-10 Александр Васильевич Коваленко Устройство для контроля тепловой мощности, массового расхода, энтальпии и степени сухости потока влажного пара
RU2011120638A (ru) * 2011-05-20 2012-11-27 Коваленко Александр Васильевич Способ контроля инстинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе парогенератора
RU2011121705A (ru) * 2011-05-27 2012-12-10 Коваленко Александр Васильевич Способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке
RU2011149664A (ru) * 2011-12-06 2013-06-20 Коваленко Александр Васильевич Устройство для исследования средств контроля потока влажного пара

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2623686C1 (ru) * 2016-06-02 2017-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "ТатАСУ" Информационная система оценки качества пара
RU2690050C1 (ru) * 2018-02-27 2019-05-30 Александр Васильевич Коваленко Способ определения отношения усреднённых скоростей фаз и отношения динамического разрежения в контролируемой точке поперечного сечения потока влажного пара к усреднённому значению этого параметра по сечению потока при известных значениях массового расхода и степени сухости
RU2685016C1 (ru) * 2018-03-12 2019-04-16 Федеральное агентство научных организаций Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭМ СО РАН) Способ определения истинного объемного паросодержания
RU2705520C1 (ru) * 2018-10-17 2019-11-07 Александр Васильевич Коваленко Способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора
RU2775378C1 (ru) * 2021-08-09 2022-06-30 Александр Васильевич Коваленко Способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013139969A (ru) 2015-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2690099C2 (ru) Способ и измерительное устройство для определения удельных параметров для свойства газа
TWI635258B (zh) 具有用於流體成份補償之微機電系統熱流感測器及用於量測一流體之流率之方法
US7930930B2 (en) Method for measuring the instantaneous flow of an injector for gaseous fuels
RU2551386C2 (ru) Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды
AU2016200479B2 (en) Device and method for determining the mass-flow of a fluid
CN101103257A (zh) 用于调整热式或量热式流量计的方法
CN103134834A (zh) 一种湿蒸汽干度测量装置及方法
Romero et al. Simultaneous flow and thermal conductivity measurement of gases utilizing a calorimetric flow sensor
JP2020514714A (ja) 水素を含みうるガスの燃焼特性を推定するための方法
US10634340B2 (en) Dual chamber system and method to generate steam for calibration
JP2020143904A (ja) 熱式流量計および流量補正方法
Hammerschmidt et al. A novel single-short-pulse MEMS upstream thermal flow sensor for gases also measuring thermal conductivity and thermal diffusivity
KR101767415B1 (ko) 이상 유체 센서
RU2444726C1 (ru) Устройство для контроля тепловой мощности, массового расхода, энтальпии и степени сухости потока влажного пара
RU2489709C2 (ru) Способ определения степени сухости потока влажного пара
RU2488103C2 (ru) Способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке
RU2488105C2 (ru) Способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе парогенератора
RU2502990C2 (ru) Устройство для исследования средств контроля потока влажного пара
KR101522243B1 (ko) 터빈을 이용한 질량유량측정 프로그램 및 이를 이용한 측정장치
RU2566641C2 (ru) Способ учета тепловой энергии, отдаваемой отопительным прибором
dos Reis et al. On the measurement of the mass flow rate of horizontal two-phase flows in the proximity of the transition lines which separates two different flow patterns
RU2624593C1 (ru) Установка для поверки счетчиков горячей воды
RU2441153C2 (ru) Способ определения экстремальных скоростей потока жидкости в скважине (варианты)
Boban et al. Ground Thermal Response and Recovery after Heat Injection: Experimental Investigation
RU2705520C1 (ru) Способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160828