Изобретение относится к способам контроля состояния элементов конструкций, подверженных механическим напряжениям, позволяет, например,контролировать состояние необогреваемых участков труб коллекторных систем пароперегревателей и может быть применено в автоматических сигнализирующих устройствах паровых котлов.The invention relates to methods for monitoring the state of structural elements subject to mechanical stresses, for example, it allows monitoring the condition of unheated pipe sections of collector systems of superheaters and can be used in automatic signaling devices of steam boilers.
Целью изобретения является исключение нарушения гидравлической целостности коллекторной системы теплообменника путем обеспечения автономности трубы-свидетеля.The aim of the invention is to eliminate violations of the hydraulic integrity of the collector system of the heat exchanger by ensuring the autonomy of the witness pipe.
На чертеже показана схема устройства, осуществляющего способ контроля коррозии труб теплообменника.The drawing shows a diagram of a device that implements a method for monitoring corrosion of the pipes of the heat exchanger.
Коллекторная система труб теплообменника (котла) образована коллектором 1 и приваренными к нему трубами 2 через штуцера 3. Через трубы 2 движется поток пара. В коллектор 1 вваривается труба-свидетель в ввде термосифона 4, заправленного теплоносителем. Участок корпуса термосифона 4, в котором происходит процесс испарения теплоносителя, находится в газоходе парового котла и обогревается потоком дымовых газов. Участок корпуса термосифона 4, ограниченный коллектором 1 и ограждением 5 газохода и представляющий транспорт·?· нуга зону термосифона 4, выполнен таким образом, чтобы его конфигурация, типоразмер и материал были идентичны необогреваемому участку коллекторной системы, ограниченному коллектором 1 и ограждением 5 газохода. Проточка б на корпусе термосифона 4 имитирует сварной шов 7 между штуцером 3 и трубой 2. Система, реализующая,способ контроля коррозии труб теплообменника (котел), работает следующим образом.The collector system of pipes of the heat exchanger (boiler) is formed by the collector 1 and the pipes 2 welded to it through the nozzle 3. Through the pipes 2, a steam stream moves. A witness pipe is welded into the collector 1 in the interior of the thermosiphon 4, filled with a coolant. The section of the thermosyphon case 4, in which the process of evaporation of the coolant takes place, is located in the flue of the steam boiler and is heated by a stream of flue gases. The section of the thermosiphon housing 4, limited by the collector 1 and the fencing fence 5 and representing the transport ·? · Nougat zone of the thermosiphon 4, is made so that its configuration, size and material are identical to the unheated part of the collector system, limited by the collector 1 and the fencing 5. The groove b on the body of the thermosyphon 4 simulates a weld 7 between the fitting 3 and the pipe 2. The system that implements the method for monitoring corrosion of the pipes of the heat exchanger (boiler) works as follows.
При пуске и работе парового котла дымовые газы обогревают участок зоны испарения термосифона 4, находящегося в газоходе. Теплоноситель в термосифоне 4 испаряется и в виде пара движется в участок зоны конденсации, обогревая при этом участок термосифона 4, имитирующий необогреваемый участок трубы 2 коллекторной системы. Участок зоны конденсации, расположенный внутри коллектора 4, . охлаждается движущимся водяным паром,, в результате чего теплоноситель термосифона 4 конденсируется и под дей30 ствием гравитационных сил движется в зону испарения, замыкая цикл тепломассопереноса теплоносителя в термосифоне 4, Благодаря тому, что участок зоны конденсации термосифона 4 охлаждается паром, движущимся через коллектор 1, температура участка транспортировки термосифона 4 равна температуре необогреваемого участка трубы 2 коллекторной системы, чем создаются идентичные температурные условия имитирующего участка термосифона 4 и необогреваемого участка трубы 2 коллекторной системы. Таким образом, конструкцией термосифона 4 обеспечиваются идентичные температурные и напряженные условия работы имитирующего участка термосифона 4 и необогреваемого участка трубы 2 коллекторной системы, и, соответственно, выработка ресурса работы термосифона 4 и необогреваемого участка трубы 2 под действием температуры и напряжений происходит в сходных условиях, В случае усталостного разрушения корпуса термосифона 4 под действием изгибающих напряжений его герметичность нарушается, теплоноситель испаряется за пределы термосифона 4, давление теплоносителя падает, а температура корпуса термосифона 4 растет вследствие нарушения замкнутого цикла тепломассопереноса теплоносителя, что фиксируется датчиками давления или температуры (не показа-’ мы).During the start-up and operation of the steam boiler, flue gases heat a portion of the evaporation zone of the thermosyphon 4 located in the duct. The coolant in the thermosiphon 4 evaporates and moves in the form of steam to the section of the condensation zone, heating the portion of the thermosiphon 4, simulating an unheated section of the pipe 2 of the collector system. The section of the condensation zone located inside the collector 4,. it is cooled by moving water vapor, as a result of which the heat carrier of thermosyphon 4 condenses and moves under the influence of gravitational forces into the evaporation zone, closing the cycle of heat and mass transfer of the heat carrier in thermosyphon 4. of the thermosiphon 4 transportation section is equal to the temperature of the unheated section of the pipe 2 of the collector system, which creates identical temperature conditions for the simulated thermosiphon 4 section unheated tube section 2 of the collecting system. Thus, the design of thermosyphon 4 provides identical temperature and stress conditions for the simulated section of thermosyphon 4 and unheated section of pipe 2 of the collector system, and, accordingly, the life of thermosyphon 4 and unheated section of pipe 2 under the influence of temperature and voltage occurs under similar conditions, V in case of fatigue failure of the thermosiphon 4 body under the action of bending stresses, its tightness is violated, the coolant evaporates outside the thermosiphon 4, giving the heating medium drops, and the temperature of the thermosyphon 4 case rises due to a violation of the closed cycle of heat and mass transfer of the coolant, which is detected by pressure or temperature sensors (not shown).
Установка термосифона в местах максимального числа повреждений (или максимального значения действующих напряжений) обеспечивает более раннее его усталостное разрушение, чем конт-. ролируемых необогреваемых участков труб коллекторной системы, что дает возможность предупредить аварии парового котла путем своевременной замены необогреваемых участков труб коллекторной системы в плановые остановки котла,The installation of a thermosiphon at the places of the maximum number of damages (or the maximum value of the acting stresses) provides its earlier fatigue failure than the con- tact. rolled unheated sections of the pipes of the collector system, which makes it possible to prevent accidents of the steam boiler by timely replacement of unheated sections of pipes of the collector system with planned shutdowns of the boiler,