Судовая система для подачи охлаждающей забортной воды к теплообменникам

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1237548 A I дц 4 В 63 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ъ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3789396/27-11 (22) 12.09.84 (46) 15.06.86. Бюл. № 22 (71) Мурманский филиал Центрального научно-исследовательского института морского флота и Мурманское морское пароходство (72) В. В. Рукша, А. В. Дронченко, Г. Н. Пименов, Н. Г. Селюгин и А. Н. Никитин (53) 629.12.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1204470, кл. В 63 В 13/00, 13.07.84. (54) (57) СУДОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАЧИ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЗАБОРТНОЙ ВОДЫ К ТЕПЛООБМЕННИКАМ, преимущественно паротурбиной установки ледокола, содержащая бортовую и днищевую приемные камеры, сообщенные между собой коробом и трубопроводом с регулирующим органом, имеющим датчик его положения, смесительную и раздаточную камеры с перфорированными стенками, магистрали с нагретой водой рециркуляции и слива за борт с регулирующими органами, имеющими датчики их положения, циркуляционный насос с датчиком и регулятором частоты его вращения и датчик мощности паропроизводящей установки, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характе. ристик, надежности и эффективности работы системы путем поддержания заданных параметров охлаждающей воды на всех режимах работы паротурбинной установки, она снабжена по крайней мере двумя датчиками температуры охлаждающей воды, установленными на входе в раздаточную камеру, датчиком уровня воды в бортовой приемной камере и регуляторами температуры, расхода и уровня воды в бортовой приемной камере, при этом регулятор температуры своими входами электрически связан с датчиками температуры охлаждающей воды на входе в раздаточную камеру и датчиком мощности паропроизводящей установки, а выходом — с приводами регулирующих органов слива воды за борт и рециркуляции, датчики положений которых электрически связаны с входом этого регулятора, регулятор расхода входами электрически связан с датчиками мощности паропроизводящей установки и частоты вращения циркуляционного насоса, а выходом — с приводом регулирующего органа расхода пара на турбину, датчик положения которого электрически связан с входом датчика частоты вращения циркуляционного насоса, регулятор уровня входом электрически связан с датчиком уровня воды в бортовой приемной камере, а выходом — с приводом регулирующего органа на трубопроводе, установленном между бортовой и днищевой приемными камерами, датчик которого электрически связан с входом регулятора уровня.

1237548 ной установки.

Изобретение относится к судостроению. в частности к судовым системам для подачи охлаждающей забортной воды к теплообменникам, преимущественно паротурбинной установки ледокола.

Цель изобретения — повышение эксплуатационных характеристик, надежности и эффективности работы системы путем поддержания заданных параметров охлаждающей воды на всех режимах работы паротурбинНа фиг. 1 схематично изображена судовая система для подачи охлаждающей забортной воды к теплообменникам; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1 (расположение датчиков температуры охлаждающей воды в раздаточной камере); на фиг. 3 — структурная схема регуляторов температуры, расхода и уровня воды в бортовой приемной камере.

Судовая система содержит бортовую 1 и днищевую 2 водозаборные приемные камеры, регулирующий орган 3 на трубопроводе, соединяющем бортовую и днищевую приемные камеры, раздаточную камеру 4 с расположенными на ее входе датчиками 5 и 6 температуры охлаждающей забортной воды. Камера 4 через циркуляционный насос 7 и магистраль 8 охлаждающей воды связана с теплообменниками, например, главным конденсатором 9. Конденсатор 9 соединен через турбину 10 с паропроизводящей установкой 11. Питательный клапан

12 определяет расход пара (мощность установки) и связан с датчиком 13 мощности.

Через магистраль 14 подогретой воды конденсатор 9 связан с регулирующими органами слива воды за борт 15 и рециркуляции 16. Регулирующие органы слива воды за борт 15, рециркуляции 16 и регулирующий орган 3 на трубопроводе, соединяющем бортовую и днищевую приемные камеры с их датчиками 17 — 19 положения, и датчики мощности 13, температуры 5 и 6 и уровня воды 20 в бортовой камере 1 связаны с регуляторами температуры, расхода и уровня воды в бортовой приемной камере, размещенными в блоке 21.

Регулятор температуры включает три сумматора 22 — 24 сигналов. Сумматор 22 сигналов служит для суммирования входных сигналов по температуре от датчиков 5 и 6 температуры, установленных на входе в раздаточную камеру к носу от центра и в корму на одну шпацию, и от датчика 13 мощности, Сумматоры 23 и 24 сигналов служат для суммирования сигналов от сумматора 22, блока 25 задания температуры и датчиков 17 и 18 регулирующих органов, соответственно, слива воды за борт 15 и рециркуляции 16, выход которых поступает на вход пороговых устройств 26 и 27, формирующих дискретные сигналы «Норма» и

«Отклонение» и соединенных с двумя электрогидравл ическими устройствами 28 и 29!

4О

55 и tÐ,) вом отер с .1и ;0 и, 1 lгсгули руюпги х о;, ганов 15 и 16.

Регулятор расхода охлаждающей водь; состоит из сумматора 32 сигналов для сум. мирования сигналов от датчиков мощности 13 и частоты вращения 33 циркуляционного насоса 7 и сигнала заданной частоты вращения от блока 34 задания частоты вращения циркуляционного насоса, а также порогового устроства 35, аналогичного пороговым устройствам 26 и 27, для формирования сигналов «Норма» и «Отклонение».

Устройство 35 соединено с электрогидравлическим устройством 36 и сервомотором 37. Сервомотор 37 управляет задатчиком 38 частоты вращения циркуляционного насоса 7 и регулирующим органом 39, которым измеряется расход пара на турбину 40 и соответственно частота вращения циркуляционного насоса 7.

Регулятор уровня воды в бортовой приемной камере 1 состоит из сумматора 41 сигналов, суммирующего сигналы от датчика 20 уровня, датчика 19 положения регулирующего органа 3 и сигнал заданного уровня от блока 42 задания уровня, порогового устройства 43, аналогичного пороговым устройствам 26 и 27, управляющего магнитным пускателем 44 электродвигателя 45 регулирующего органа 3.

Система работает следующим образом.

Забортная вода через приемную решетку бортовой камеры 1 вместе со льдом, снегом и шугой поступает в смесительную камеру, где смешивается с подогретой водой из магистрали 14 в конденсаторе и поступает в раздаточную камеру 4. Из-за разнообразных ледовых условий различно поступление льда, снега и шуги в ледовые ящики, а при заклинивании ледокола, работе на мелководье часто и перекрытие бортовых приемных решеток льдом, что приводит к падению уровня воды в камере 1 и к значительным колебаниям температуры воды в приемных камерах 1 и 2.

При изменении температуры воды в раздаточной камере 4 сигналы от датчиков 5 и 6 температуры поступают в сумматоры 22 — 24 сигналов.

Для исключения времени транспортного запаздывания сигнала об изменении температуры (по сравнению с расположением датчиков на входе в теплообменники) датчики 5 и 6 температуры расположены, например, непосредственно на входе охлаждающей воды в раздаточную камеру и дают интегральную оценку о температуре охлаждающей воды.

Сумматоры 22 — 24 сигналов воздействуют через пороговые устройства 26 и 27 на электрогидравлические устройства 28 и 29 с сервомоторами 30 и 31 и изменяют положение регулирующих органов 15 и 16.

Вследствие того, что при постоянной подаче воды рециркуляции в смесительную камеру статическая характеристика регулирую!

237548 щего органа 16 располагается выше, чем регулирую}цего органа 15 сброса воды за борт, сигнал, поступающий с блока 25 задания температуры на сумматор 23 сигналов, настраивается на 3 С больше, чем на сумматоре 24. Поэтому при нормальном уровне в приемной камере 1 поддержание заданной температуры осуществляется изменением положения регулирующего органа 15 сброса воды за борт. Например, при уменьшении температуры охлаждающей воды сигнал от }О датчиков 5 и 6 температуры, а значит и от сумматоров 22 — 24 сигналов, уменьшается (мощность изменяется сравнительно медленно, поэтому сигнал, поступаю}ций на сумматор 22 от датчика 13 мощности, можно считать постоянным и не влияющим на динамику) . При уменьшении на величину, большую уставки «Меньше», пороговое устройство 26 формирует сигнал отклонения

«Меньше», который подает электропитание на электромагнит «Закрытие» электрогидравлического устройства 28. Устройство 28 посредством сервомотора 30 начинает прикрывать регулирующий орган 15 сброса воды за борт до тех пор, пока сигнал, поступающий от датчика 17 положения, не увеличивается настолько, чтобы компенсировать 2s уменьшение сигнала от датчиков температуры.

При увеличении температуры работа блоков и устройств происходит аналогично, только регулирующий орган 15 открывается.

Если регулирующего воздействия регулирую- о щего органа 15 сброса воды за борт не хватает для поддержания заданной температуры, начинает прикрываться регулирующий орган 16 рециркуляции.

С изменением мощности паротурбинной установки регуляторами температуры и рас- З5 хода изменяется заданная температура и расход охлаждающей воды, чем поддерживается спецификационный вакуум и исклю. чается переохлаждение конденсата в главном конденсаторе 9 и повышаются эксплуатационные характеристики паротурбинной установки. Мощность установки (расход пара) изменяется питательным клапаном 12, положение которого определяет ее мощность.

Например, при уменьшении мощности питательный клапан 12 прикрывается, что вы- 45 зывает уменьшение сигнала от датчика 13 мощности. Отработка регулятора температуры по сигналу от датчика 13 мощности происходит аналогично сигналам от датчиков, II 6 Tt. 3.}}е1 атi р!:! !!! :е}}} }}ен} .}} мощ}}0} т}! 1)с Г,, I ятор тс х}}и р31, . ь! по | }епживает более в}>}со}с }0 тем;и })1! % ю ..:;. }ажда}ощей воды. чем па боя: I!:åì уров и мощности.

Регулятор расхода работает аналогично регулятору температуры. Например, при уменьшении мощности сигнал от датчика 13 мощности поступает на сумматор 32, который суммирует сигналы от датчиков мощности 13 и частоты вращения 33 циркуляционпого насоса и сигнал от блока 34 задания частоты вра}цения н воздействует через пороговое устройство 35, которос формирует сигнал «Нор»а» или «Отключение», на электрогидравлическое устройство 36 с сервомотором 37. управ IH}ol}LHм задатчиком

38 частоты вращения. Задатчпк 38 частоты вращения открывает или закрываст регулирующий орган 39;» увелич}}вас1 плп уменьшает расход пара на турбину 40 и соответственно частоту вращения }}}}1!êó }}}ционного насоса 7, что опредег}як}т его производительность. Таким образом, прн изменении мощности установки происходит одновременное изменение расхода охлаждающей воды и перестройка канала температуры на поддержание заданной температурыы.

Важным условием нормальной работь циркуляционного насоса 7 системы охлаждепия является обеспечение необходимого уров ня воды в приемной камере 1, так как при работе на мелководье регулирующий орган 3 для предотвращения попадания механических примесей в систему охлаждения держат закрытым. Однако именно на мелководье наиболее часто происходит облегание льдом или забивание шугой бортовой приемной решетки, что приводит к быстрому падению уровня воды в камере 1. Для обеспечения хода ледокола и поддержания уровня воды в камере 1 открывается регулирующий орган 3 и соединяет камеру 2 с камерой 1.

Для уменьшения количества принимаемых механических примесей открытие регулирующего органа 3 происходит по статической характеристике, пропорционально падению уровня охлаждающей воды. Отработка сумматора 41 сигналов, блока 42 задания уровня, порогового устройства 43, магнитного пускателя 44 и электродвигателя 45 происходит аналогично отработке блоков и ус}ройств регулятора температуры.

1237548

Редактор И. Касарда

Заказ 3248/23

Составитель А. Строков

Техред И, Верес Корректор Г. Решетннк

Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г.,Ужгород, ул. Проектная, 4