RU2798687C1 - Способ определения степени сухости и массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора с контролем и компенсацией отклонения от изокинетического отбора пробы пара - Google Patents
Способ определения степени сухости и массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора с контролем и компенсацией отклонения от изокинетического отбора пробы пара Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798687C1 RU2798687C1 RU2022113849A RU2022113849A RU2798687C1 RU 2798687 C1 RU2798687 C1 RU 2798687C1 RU 2022113849 A RU2022113849 A RU 2022113849A RU 2022113849 A RU2022113849 A RU 2022113849A RU 2798687 C1 RU2798687 C1 RU 2798687C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- flow rate
- mass flow
- wet
- pipeline
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: для определения степени сухости и массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют измерение массового расхода питающей воды в парогенераторе; измерение перепада давления на его приемниках в паропроводе, причем окно одного из них открыто в плоскости, параллельной оси контролируемого потока, а окно другого приемника давления открыто в сторону движения потока, оба приемника давления установлены в непосредственной близости один от другого и от окна отбора пробы пара со стороны движения потока; при стационарном состоянии измеряемых величин в паропроводе от парогенератора и в системе подачи питающей воды в парогенератор выполняют определение фиксированного значения массового расхода влажного пара от парогенератора по массовому расходу питающей воды в парогенераторе, определение фиксированного значения функции преобразования в расход по фиксированному значению массового расхода влажного пара, а также по величине перепада давления на его приемниках в паропроводе, по плотности паровой фазы влажного пара в паропроводе и площади поперечного сечения паропровода; определение массового расхода влажного пара в паропроводе по перепаду давления на его приемниках в паропроводе, плотности паровой фазы влажного пара, определяемой по статическому давлению в паропроводе, площади поперечного сечения паропровода и фиксированному значению функции преобразования в расход; определение расчетного значения массового расхода изокинетического отбора пробы пара по массовому расходу влажного пара в паропроводе, а также по площади окна отбора пробы пара из паропровода и площади поперечного сечения паропровода; контроль отклонения массового расхода отбираемой из паропровода пробы влажного пара от расчетного значения массового расхода ее изокинетического отбора; определение степени сухости влажного пара в паропроводе по величинам массового расхода и степени сухости отбираемой пробы влажного пара, а также расчетного значения массового расхода изокинетического отбора пробы пара. Технический результат: повышение точности определения степени сухости и массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области определения теплофизических параметров воды в двухфазном ее состоянии, а именно, к области определения степени сухости (отношения массового расхода газовой фазы к общему массовому расходу) и массового расхода потока влажного пара в паропроводе от парогенератора.
Уровень техники
Аналогом изобретения является способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора по измеряемому статическому давлению и перепаду давления на двух его приемниках давления в паропроводе при использовании сигнала степени сухости влажного пара от стороннего источника (патент на изобретение №2705520 RU).
Прототипом изобретения является способ определения степени сухости влажного пара в паропроводе с подводом тепла к отбираемой пробе пара от внешнего источника, по патенту на изобретение №2761383 RU, включающий:
«измерение статического давления в паропроводе,
отбор пробы пара из паропровода со стороны движения потока и ее дросселирование в сообщающуюся с атмосферой проточную камеру с измерением в ее объеме давления и температуры,
тепловую изоляцию отбираемой пробы пара от точки отбора до ее выхода из проточной камеры,
определение наличия или отсутствия перегрева пробы пара в проточной камере,
определение плотности и энтальпии газовой фазы, плотности и энтальпии жидкой фазы по статическому давлению влажного пара,
подвод тепла в поток пробы пара от регулируемого нагревателя в проточной камере,
измерение мощности нагревателя;
при стационарном состоянии измеряемых величин и наличии перегрева пробы пара в проточной камере - первую фиксацию параметра текущей мощности нагревателя, температуры и статического давления в проточной камере; увеличение или уменьшение текущей мощности нагревателя до получения существенного изменения температуры пара в проточной камере по отношению к фиксированному ее значению;
после первой фиксации измеряемых величин и увеличения или уменьшения мощности нагревателя при последующем их стационарном состоянии и наличии перегрева пробы пара в проточной камере - вторую фиксацию измеряемых параметров текущей мощности нагревателя, температуры и статического давления в проточной камере;
определение массового расхода и энтальпии пробы влажного пара по фиксированным при первой и второй фиксации величинам мощности нагревателя, температуры и статического давления в проточной камере;
определение степени сухости отбираемой пробы влажного пара по ее энтальпии, а так же по энтальпии ее газовой и жидкой фаз при статическом давлении пара в паропроводе».
Недостатком прототипа является то, что:
1. В известном способе отбор пробы из паропровода не согласуется с текущими кинетическими параметрами потока влажного пара в паропроводе, что является причиной недостаточной точности определения его степени сухости.
2. В известном способе отсутствует так же возможность определения массового расхода влажного пара в сечении отбора его пробы, что существенно усложняет возможности устранения недостатка по пункту 1.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является способ определения степени сухости и массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора с контролем и компенсацией отклонения от изокинетического отбора пробы пара, а именно, способ включающий:
измерение статического давления в паропроводе,
отбор пробы пара из паропровода со стороны движения потока и ее дросселирование в сообщающуюся с атмосферой проточную камеру с измерением в ее объеме давления и температуры,
тепловую изоляцию отбираемой пробы пара от точки отбора до ее выхода из проточной камеры,
определение наличия или отсутствия перегрева пробы пара в проточной камере,
определение плотности и энтальпии газовой фазы, плотности и энтальпии жидкой фазы по статическому давлению влажного пара,
подвод тепла в поток пробы пара от регулируемого нагревателя в проточной камере,
измерение мощности нагревателя;
при стационарном состоянии измеряемых величин и наличии перегрева пробы пара в проточной камере - первую фиксацию параметра текущей мощности нагревателя, температуры и статического давления в проточной камере; увеличение или уменьшение текущей мощности нагревателя до получения существенного изменения температуры пара в проточной камере по отношению к фиксированному ее значению;
после первой фиксации измеряемых величин и увеличения или уменьшения мощности нагревателя при последующем их стационарном состоянии и наличии перегрева пробы пара в проточной камере - вторую фиксацию измеряемых параметров текущей мощности нагревателя, температуры и статического давления в проточной камере;
определение массового расхода и энтальпии пробы влажного пара по фиксированным при первой и второй фиксации величинам мощности нагревателя, температуры и статического давления в проточной камере;
определение степени сухости отбираемой пробы влажного пара по ее энтальпии, а так же по энтальпии ее газовой и жидкой фаз при статическом давлении пара в паропроводе;
включает:
измерение массового расхода питающей воды в парогенератор;
измерение перепада давления на его приемниках в паропроводе, причем окно одного из них открыто в плоскости параллельной оси контролируемого потока, а окно другого приемника давления открыто в сторону движения потока, оба приемника давления установлены в непосредственной близости один от другого и от окна отбора пробы пара со стороны движения потока;
при стационарном состоянии измеряемых величин в паропроводе от парогенератора и в системе подачи питающей воды в парогенератор -
определение фиксированного значения массового расхода влажного пара от парогенератора по массовому расходу питающей воды в парогенератор,
определение фиксированного значения функции преобразования в расход по фиксированному значению массового расхода влажного пара, а так же по величине перепада давления на его приемниках в паропроводе, по плотности паровой фазы влажного пара в паропроводе и площади поперечного сечения паропровода;
определение массового расхода влажного пара в паропроводе по перепаду давления на его приемниках в паропроводе, плотности паровой фазы влажного пара определяемой по статическому давлению в паропроводе, площади поперечного сечения паропровода и фиксированному значению функции преобразования в расход;
определение расчетного значения массового расхода изокинетического отбора пробы пара по массовому расходу влажного пара в паропроводе, а так же по площади окна отбора пробы пара из паропровода и площади поперечного сечения паропровода;
контроль отклонения массового расхода отбираемой из паропровода пробы влажного пара от расчетного значения массового расхода ее изокинетического отбора;
определение степени сухости влажного пара в паропроводе по величинам массового расхода и степени сухости отбираемой пробы влажного пара, а так же расчетного значения массового расхода изокинетического отбора пробы пара.
Таким образом, задача изобретения решена.
Краткое описание фигур чертежей
Фиг. 1. Схема к описанию «способ определения степени сухости и массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора с контролем и компенсацией отклонения от изокинетического отбора пробы пара».
Перечень элементов схемы: паропровод 1; зонд 2, с трубкой 3 отбора пробы пара через окно отбора 4 со стороны движения потока пара, трубкой статического давления 5 с окном приемником статического давления 6 в плоскости параллельной оси паропровода, трубкой давления в сторону движения потока 9, с окном приемником давления 8 в сторону движения потока; теплоизолированная проточная камера 7; узел дросселирования 10 с набором последовательно установленных дросселирующих элементов; измеритель статического давления 11 в паропроводе; измеритель статического давления 12 в проточной камере 7; измеритель температуры 14 в камере 7; тепловая изоляция 15; выход в атмосферу 16 из проточной камеры 7; нагреватель 17 в проточной камере 7; измеритель текущей мощности 18 потребляемой нагревателем 17; измеритель перепада давления 19; контроллер 21.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Через окно отбора пробы пара 4 открытое со стороны движения потока, отбираемая из паропровода проба пара, проходя через узел дросселирования 10, поступает в сообщающуюся с атмосферой теплоизолированную проточную камеру 7. В этой камере 7 измеряют статическое давление 12 и температуру 14. В ее объеме происходит адиабатический процесс испарения жидкой фазы за счет перераспределения внутренней энергии отбираемой пробы влажного пара. С целью обеспечения определения степени сухости при ее низких значениях (например, ниже 0,94) осуществляется подвод энергии от внешнего источника непосредственно в полость проточной камеры 7 к нагревателю 17.
Исходное состояние: отключающая от паропровода арматура (без номера) в открытом положении. Узел установки расхода и дросселирования 10 в текущем рабочем положении. Проба пара по трубке 3 после дросселирования поступает в проточную камеру 7, затем из этой камеры на ее выход 16 в атмосферу. Статическое давление в паропроводе, например: ama, ему соответствует температура насыщающего пара энтальпия газовой фазы, энтальпия жидкой фазы контролируемого потока пара. В теплоизолированной проточной камере 7 установлен нагреватель 17 с номинальной мощностью, например, 1000 вт, с возможностью плавного ее изменения в интервале от нуля до максимума.
Устанавливают мощность нагревателя, например, на ее значении равном 800 вт.Изменением настройки узла дросселирования 10 получено значение температуры отбираемой пробы пара в проточной камере равное, например, 120.0°С. По температуре (120.0°С) и статическому давлению (1,0 ama) в проточной камере определяется наличие перегретого состояния пробы пара.
При стационарном состоянии измеряемых величин и наличии перегрева пробы пара в проточной камере - фиксируют значения: текущей мощности нагревателя температуры и давления в проточной камере:
После этой фиксации измеряемых параметров, не изменяя настройку узла дросселирования отбираемой пробы, производят уменьшение (или увеличение) текущей мощности нагревателя до получения существенного изменения температуры пара в проточной камере (по отношению к значению фиксированного ее значения); далее, после первой фиксации измеряемых величин и увеличение или уменьшение мощности нагревателя, при последующем их стационарном состоянии и наличии перегрева пробы пара в проточной камере - выполняют вторую фиксацию измеряемых параметров: текущей мощности нагревателя температуры и давления в проточной камере:
Уравнение баланса тепловой мощности отбираемой пробы пара при подводе тепла кал/с от внешнего источника 17
- значение энтальпии при и (например, из М.П. Вукалович, Теплофизические свойства воды и водяного пара, «Машиностроение», Москва, 1967 год).
Уравнение баланса тепловой мощности отбираемой пробы при подводе тепла 144,0 кал/с от внешнего источника 17:
Из уравнений (1) и (2) определяют массовый расход и энтальпию пробы пара отбираемой из потока влажного пара в паропроводе:
Энтальпия отбираемой пробы влажного пара только при изокинетическим условии отбора пробы соответствует (равна) энтальпии пара (i) в паропроводе.
Изокинетическим условием отбора пробы пара может быть принят отбор с массовым расходом из сечения отбора пробы влажного пара в паропроводе
- измерение массового расхода питающей воды парогенератора, например: - измерение перепада давления на двух его приемниках в паропроводе, причем приемное окно одного приемника открыто в плоскости параллельной оси контролируемого потока, а приемное окно другого открыто в сторону движения потока (динамическое разрежение): Оба приемника давления установлены в непосредственной близости один от другого и от окна отбора пробы из паропровода со стороны движения потока.
при стационарном состоянии измеряемых величин в паропроводе от парогенератора и в системе подачи питающей воды в парогенератор: определение фиксированного значения массового расхода влажного пара по массовому расходу питающей воды парогенератора
определение фиксированного значения функции преобразования измеряемых величин в расход влажного пара в паропроводе по фиксированному значению массового расхода влажного пара измеряемой величине перепада давления плотности паровой фазы влажного пара определяемой по измеряемому в паропроводе статическому давлению, площади поперечного сечения паропровода:
Массовый расход влажного пара в паропроводе определяется по измеряемой величине перепада давления плотности его паровой фазы определяемой по статическому давлению в паропроводе площади поперечного сечения паропровода (F) и фиксированному значению функции преобразования
определение расчетного значения массового расхода изокинетического отбора пробы пара по значению массового расхода влажного пара в паропроводе и отношению площади поперечного сечения окна отбираемой пробы пара в паропроводе к площади его поперечного сечения
Отклонение от условия изокинетического отбора пробы влажного пара из его потока в паропроводе:
Отбираемая проба пара из паропровода может быть сопоставлена с расчетным ее аналогом изокинетического отбора пробы следующим равенством:
где: - расчетное значение массового расхода изокинетического отбора пробы пара; - массовый расход отбираемой пробы влажного пара; - отклонение по массе от условия изокинетического отбора пробы влажного пара; - массовый расход газовой фазы в пробе влажного пара;
Степень сухости влажного пара в паропроводе определяют по величинам массового расхода и степени сухости отбираемой пробы влажного пара, а так же расчетного значения массового расхода изокинетического отбора пробы пара
Claims (22)
- Способ определения степени сухости и массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора с контролем и компенсацией отклонения от изокинетического отбора пробы пара, включающий:
- измерение статического давления в паропроводе,
- отбор пробы пара из паропровода со стороны движения потока и ее дросселирование в сообщающуюся с атмосферой проточную камеру с измерением в ее объеме давления и температуры,
- тепловую изоляцию отбираемой пробы пара от точки отбора до ее выхода из проточной камеры,
- определение наличия или отсутствия перегрева пробы пара в проточной камере,
- определение плотности и энтальпии газовой фазы, плотности и энтальпии жидкой фазы по статическому давлению влажного пара,
- подвод тепла в поток пробы пара от регулируемого нагревателя в проточной камере,
- измерение мощности нагревателя;
- при стационарном состоянии измеряемых величин и наличии перегрева пробы пара в проточной камере - первую фиксацию параметра текущей мощности нагревателя, температуры и статического давления в проточной камере; увеличение или уменьшение текущей мощности нагревателя до получения существенного изменения температуры пара в проточной камере по отношению к фиксированному ее значению;
- после первой фиксации измеряемых величин и увеличения или уменьшения мощности нагревателя при последующем их стационарном состоянии и наличии перегрева пробы пара в проточной камере - вторую фиксацию измеряемых параметров текущей мощности нагревателя, температуры и статического давления в проточной камере;
- определение массового расхода и энтальпии пробы влажного пара по фиксированным при первой и второй фиксации величинам мощности нагревателя, температуры и статического давления в проточной камере;
- определение степени сухости отбираемой пробы влажного пара по ее энтальпии, а также по энтальпии ее газовой и жидкой фаз при статическом давлении пара в паропроводе;
- включает:
- измерение массового расхода питающей воды в парогенераторе;
- измерение перепада давления на его приемниках в паропроводе, причем окно одного из них открыто в плоскости, параллельной оси контролируемого потока, а окно другого приемника давления открыто в сторону движения потока, оба приемника давления установлены в непосредственной близости один от другого и от окна отбора пробы пара со стороны движения потока;
- при стационарном состоянии измеряемых величин в паропроводе от парогенератора и в системе подачи питающей воды в парогенератор -
- определение фиксированного значения массового расхода влажного пара от парогенератора по массовому расходу питающей воды в парогенераторе,
- определение фиксированного значения функции преобразования в расход по фиксированному значению массового расхода влажного пара, а также по величине перепада давления на его приемниках в паропроводе, по плотности паровой фазы влажного пара в паропроводе и площади поперечного сечения паропровода;
- определение массового расхода влажного пара в паропроводе по перепаду давления на его приемниках в паропроводе, плотности паровой фазы влажного пара, определяемой по статическому давлению в паропроводе, площади поперечного сечения паропровода и фиксированному значению функции преобразования в расход;
- определение расчетного значения массового расхода изокинетического отбора пробы пара по массовому расходу влажного пара в паропроводе, а также по площади окна отбора пробы пара из паропровода и площади поперечного сечения паропровода;
- контроль отклонения массового расхода отбираемой из паропровода пробы влажного пара от расчетного значения массового расхода ее изокинетического отбора;
- определение степени сухости влажного пара в паропроводе по величинам массового расхода и степени сухости отбираемой пробы влажного пара, а также расчетного значения массового расхода изокинетического отбора пробы пара.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2798687C1 true RU2798687C1 (ru) | 2023-06-23 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2117515A (en) * | 1982-03-25 | 1983-10-12 | Bbc Reaktor Gmbh | Monitoring the degree of superheat of steam |
RU2489709C2 (ru) * | 2011-09-21 | 2013-08-10 | Александр Васильевич Коваленко | Способ определения степени сухости потока влажного пара |
RU2535232C2 (ru) * | 2013-03-22 | 2014-12-10 | Александр Васильевич Коваленко | Устройство для определения степени сухости влажного пара |
RU2747081C1 (ru) * | 2020-08-31 | 2021-04-26 | Александр Васильевич Коваленко | Способ определения степени сухости влажного пара в паропроводе |
RU2761383C1 (ru) * | 2021-06-04 | 2021-12-07 | Александр Васильевич Коваленко | Способ определения степени сухости влажного пара в паропроводе, с подводом тепла к отбираемой пробе пара от внешнего источника |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2117515A (en) * | 1982-03-25 | 1983-10-12 | Bbc Reaktor Gmbh | Monitoring the degree of superheat of steam |
RU2489709C2 (ru) * | 2011-09-21 | 2013-08-10 | Александр Васильевич Коваленко | Способ определения степени сухости потока влажного пара |
RU2535232C2 (ru) * | 2013-03-22 | 2014-12-10 | Александр Васильевич Коваленко | Устройство для определения степени сухости влажного пара |
RU2747081C1 (ru) * | 2020-08-31 | 2021-04-26 | Александр Васильевич Коваленко | Способ определения степени сухости влажного пара в паропроводе |
RU2761383C1 (ru) * | 2021-06-04 | 2021-12-07 | Александр Васильевич Коваленко | Способ определения степени сухости влажного пара в паропроводе, с подводом тепла к отбираемой пробе пара от внешнего источника |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
McComas et al. | Combined free and forced convection in a horizontal circular tube | |
CN103134834A (zh) | 一种湿蒸汽干度测量装置及方法 | |
CN106895977B (zh) | 一种低压缸末级排汽焓测量装置及计算方法 | |
CN101788513A (zh) | 一种材料导热系数的测量装置以及测量方法 | |
CN111305914B (zh) | 一种基于能量平衡的核电汽轮机高压缸效率测试方法 | |
CN109613429B (zh) | 一种压水堆蒸汽发生器模型时间常数测试系统与方法 | |
CN107966419A (zh) | 烟道气或管道气中气体绝对湿度的在线测量装置 | |
US4561785A (en) | Modified throttling calorimeter | |
RU2798687C1 (ru) | Способ определения степени сухости и массового расхода влажного пара в паропроводе от парогенератора с контролем и компенсацией отклонения от изокинетического отбора пробы пара | |
US5327772A (en) | Steam quality sensor | |
CN102012148A (zh) | 一种真空干燥设备及控制方法 | |
CN113960109A (zh) | 一种湿蒸汽干度的自反馈在线监测系统及方法 | |
CN112127958B (zh) | 一种确定核电汽轮机抽汽参数的装置及方法 | |
US6901348B2 (en) | Methods of measuring steam turbine efficiency | |
CN213980887U (zh) | 一种确定核电汽轮机抽汽参数的装置 | |
CN104390664A (zh) | 气液两相流相变换热循环系统 | |
Hajilouy-Benisi et al. | Empirical assessment of the performance characteristics in turbocharger turbine and compressor | |
RU2551386C2 (ru) | Способ определения истинного объемного паросодержания и скоростей фаз потока влажного пара в паропроводе после узла смешения потоков перегретого пара и воды | |
CN110057873B (zh) | 一种高温高压蒸汽干度在线监测系统及方法 | |
RU2761383C1 (ru) | Способ определения степени сухости влажного пара в паропроводе, с подводом тепла к отбираемой пробе пара от внешнего источника | |
CN106894853B (zh) | 凝汽式汽轮机冷端节能诊断方法 | |
CN111290319B (zh) | 水蒸气制取测量装置及系统 | |
RU2809810C1 (ru) | Способ определения массового расхода и спорадического определения степени сухости потока влажного пара в паропроводе от парогенератора | |
CN216847573U (zh) | 一种湿蒸汽干度的自反馈在线监测系统 | |
CN115163215A (zh) | 一种低压缸排气焓测量方法及设备 |