Диэлькометрический датчик пара
Использование: область измерительной техники, при исследовании электрофизических свойств паров. Сущность изобретения: в датчике пара парожидкостных потоков в верхней части внутреннего цилиндра выполнены отверстия и направлены под углом к горизонту вверх, внизу внутреннего цилиндра приварено донышко с выходным отверстием , 2 ил.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ННОЕ ПАТЕНТНОЕ MCTRO СССР ВЕД (ГОС.,"; J8gд pj ggi . АТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ суда и и "ВН (72) (56) ¹1 (22) 9.10.90 (46) 7.02.93. Бюл. N 5 (71) елорусское отделение Всесоюзного го рственного научно-исследовательского оектно-конструкторского института ПИэнергоп ром" .К. Судиловский и Ю,Л. Грузер вторское свидетельство СССР 08338, кл, G 01 N 27/22, 1988. вторское свидетельство СССР 82105, кл. G 01 N 27/22, 1988. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании электрофизических свойств пар в, содержащихся в пароводяных и парожи костных потоках, в системах контроля и авт матики на тепловых и атомных электроста циях, I Известно техническое решение — диэльком зтрический датчик парожидкостной смеси, содержащий корпус, выполненный в виде двух соосных цилиндров, центральный электрод, электроввод, подводящий и отводя ий патрубки, причем верхняя часть соста ного внутреннего цилиндра герметично соединена с электровводом и снабжена смесевпускными окнами. Однако данный датчик не позволяет измерить диэлектрическую проницаемость сухого насыщенного пара, поскольку через . измерительную камеру протекает пароводян ая смесь и датчик формирует сигнал по диэлектрической проницаемости всей смеси. „„5U 1793351 A1I PA (57) Использование: область измерительной техники, при исследовании электрофизических свойств паров. Сущность изобретения: в датчике пара парожидкостных потоков в верхней части внутреннего цилиндра выполнены отверстия и направлены под углом к горизонту вверх, внизу внутреннего цилиндра приварено донышко с выходным отверстием, 2 ил. Наиболее близким к предлагаемому решению является датчик, состоящий из корпуса, соосного с ним внутреннего цилиндра, изолятора. центрального электрода, подводящего и отводящего патрубков, Один торец внутреннего цилиндра этого датчика выполнен открытым, а другой торец наглухо соединен с крышкой корпуса. Недостатком указанного датчика является низкая точность измерения в неустановившихся режимах движения парожидкостного потока при изменении его давления (температуры), обусловленных плохими условиями тепло- и массообмена в замкнутом пространстве измерительной камеры и большой аккумуляцией вещества и. теплоты в этом датчике. В случае увеличения давления потока влажного насыщенного пара температура стенок измерительной камеры датчика оказывается ниже нового значения температуры потока и на стенках измерительной камеры датчика, включая поверхность цент1793351 рального электрода, конденсируется пар. В силу замкнутости парового пространства измерительной камеры и ее вертикального расположения 1еплопередача осуществляется в OcHQBHQM за счет теплопроводности пара, которая очень низкая. При этом возникает значительная погрешность измерений н сторону завышения показаний, причем время переходного процесса велико из-за низкого коэффициента теплопередачи. При уменьшении давления потока насыщенного пара, а следовательно, и его температуры, от массивных стенок корпуса и центрального электрода датчика будет происходить передача тепла, аккумулированного металлом, сухому насыщенному пару н измерительной камере датчика. Так как температура металла датчика превышает но вую установившуюся температуру 20 насыщения, то пар из состояния насыщения перейдет н состояние перегрева. Диэлектрическая проницаемость перегретого пара заметно меньше диэлектрической проницаемости сухого насыщенного пара, что обус- .25 ловлинает погрешность измерений в сторону занижения показаний. Длительность переходного процесса будет даже несколько больше, чем н первом случае, когда за счет конденсации части пара сказывается 30 воздействие конвективной составляющей сильнее. Цель изобретения — повышение точности измерений, Указанная цель достигается тем, что в 35 датчике пара парожидкостных потоков, содер>кащем корпус, соосный с ним внутренний цилиндр, изолятор, центральный электрод, подводящий и отводящий патрубок, между верхней образующей входного 40 патрубка и изолятором электроввода на внутреннем цилиндре выполнены отверстия, к нижнему торцу внутреннего цилиндра подсоединена пароотводящая переходная трубка, которая заведена в от- 45 водящий патрубок датчика, образуя эжектор. Процессы в измерительной камере про-. текают следующим образом, При повышении давления потока посту- 50 пающая н измерительную камеру датчика отсепарированная на участке между подводящим патрубком и входными отверстиями измерительной камеры паровая фаза при измененных параметрах достаточно быстро 55 приводит к испарению капель жидкости, которые образовались из паровой фазы в первоначальный момент в потоке и жидкости, сконденсиронавшейся на стенках измерительной камеры из-за разности температур потока пара и металла измерительной камеры (фиг, 1). Р При понижении давления аналогичным образом только уже за счет аккумуляции теплоты в металле датчика (фиг. 2) происходит образование перегретого пара н измерительной камере н меньшем количестве, который также втечение короткого времени удаляется из измерительной камеры. При этом в обоих случаях погрешность измерений уменьшается за счет удаления их из неконденсировавшихся газов. Для анализа динамических характеристик датчика были смоделиронэны переходные процессы н проточном и непроточном вариантах исполнения измерительной камеры датчиков, которые работают н системе измерения влажности пара на выходе из встроенных сепараторов энергобакон 300 МВт Рязанской ГРЭС. Предлагаемый диэлькометрический датчик пара парожидкостных потоков изображен на фиг, 2. Датчик состоит из корпуса 1, крышки корпуса 2, внутреннего цилиндра 3, изолятора 4, центрального электрода 5, пэроотводящей трубки 6, подводящего патрубка 7, отводящего патрубка 8, донышка внутреннего изолятора с отверстием 9. Верхний торец внутреннего цилиндра 3 наглухо соединен с крышкой корпуса и в нем просверлены отверстия 10, направленные под углом к горизонту, К нижнему торцу внутреннего цилиндра 3 приварено донышко с отверстием 9, к которому герметично подсоединен один конец пароотнодящей трубки 6, Второй конец пароотводящей трубки 6 введен н середину отводящего патрубка в его начале. Через крышку 2 посредством изолятора 4 коаксиально введен центральный электрод 5. Пространство, ограниченное внутренней поверхностью цилиндра 3 и поверхностью электрода 5, является измерительной камерой 11. Корпус 1, крышка 2, наружная поверхнОсть цилиндра 3 образуют распределительную камеру 12, которая соединена с подводящим патрубком 7 и отводящим патрубком 8, Проходные сечения отверстий 10, пароотводящей трубки 6 и камеры l1 выбраны с одной стороны из условия отсутствия капиллярных явлений, с другой стороны из условия обеспечения надежной сепарации пара, поступающего н и, к. Датчик работает следующим образом. Датчик устанавливают вертикально. Исследуемый паронодяной поток поступает через патрубок 7, в камере 12 происходит сепарировэние некоторой части сухого насыщенного пара из потока пароводяной смеси. Оставшийся пароводяной поток от5 1793351 /тем гер гй " водится через патрубок 8, а отсепарированный пар поступает через отверстия 10 в измерительную камеру 11. Определение диэлектрической проницаемости сухого насыщенного пара производится путем измерения электрической емкости датчика, ! Формула изобретения Диэлькометрический датчик пара парожи костных потоков, состоящий из корпуса, соо ного с ним внутреннего цилиндра, электро вода. центрального электрода, подводя его и отводящего патрубков, о т л и ч аю и и с я тем, что, с целью повышения Ð 6 1. Изменение температуры потока. 2. Изменение температуры металла. I. Изменение температуры потока. 2. Изменение температуры Металла. Таким образом, данная конструкция датчика по сравнению с прототипом обладает хорошими статистическими и динамическими свойствами и обеспечивает 5 увеличение точности измерений как в установившихся, так и в переходных режимах. точности измерений, между верхней образующей входного патрубка и изолятором электроввода на внутреннем цилиндре выполнены отверстия, к нижнему торцу внутреннего цилиндра подсоединена пароотводящая переходная трубка, которая заведена в отводящий патрубок датчика, образуя эжектор. 2 изменение степени сухости пара в. измерительной камере. I. Непроточная измерительная камера. 2. Проточная измерительная камера изменение показателя наличия перегретого пара в измерительнои камере. I. Непроточная измерительная камера 2. Проточная измерительная камера. 1793351 Составитель B,Ñóäèëîâñêèé Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 501 Тираж Подписное ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
