Способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке



Способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке

 


Владельцы патента RU 2488103:

Коваленко Александр Васильевич (RU)

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля параметров влажного пара, и может быть использовано для контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке. Способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке включает измерение статического давления пара, динамического напора и динамического разрежения в исходном режиме и в двух измененных, по расходу, режимах течения потока, восстановление исходного статического давления в измененных режимах. Затем осуществляют вычисление, которое включает измерение степени сухости влажного пара. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности реализовать способ на потоке без измерения массового расхода влажного пара. 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля параметров влажного пара, и может быть использовано для контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке.

Уровень техники

Аналогом изобретения является способ контроля, включающий: измерение статического давления пара, динамического напора и динамического разрежения в потоке влажного пара; вычисление по совокупности всех измерений [Коваленко А.В. К вопросу разработки средств контроля теплофизических параметров потока влажного пара. - Сб. Проблемы комплексного изучения и опытно-промышленного внедрения термических методов повышения нефтеотдачи пластов. - М.: ВНИИОЭНГ, 1983, с.59-68].

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков аналога: «измерение статического давления пара, динамического напора и динамического разрежения; вычисление».

Недостатком аналога является:

А. Недостаточная точность, обусловленная отсутствием контроля и компенсации возмущений от измерителей динамического напора и динамического разрежения.

Прототипом изобретения является способ контроля, включающий: измерение массового расхода, статического давления пара, динамического напора и динамического разрежения в исходном режиме и в двух измененных режимах течения потока, восстановление исходного статического давления; вычисление.

[А.с. СССР №1288568; «Способ определения отношения истинного объемного паросодержания к объемному расходному паросодержанию потока влажного пара»; Коваленко А.В., Шульман Б.Х., Демехин Е.А.; приоритет от 29.01.85 г., зарегистрировано в Государственном реестре изобретений 08.10.1986 г.].

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа:

«измерение статического давления пара, динамического напора и динамического разрежения в исходном режиме и в двух измененных режимах течения потока, восстановление исходного статического давления; вычисление».

Недостатком прототипа является:

А. Измерение массового расхода влажного пара - на потоке этот параметр недоступен для измерения.

Сущность изобретения

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является: способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке.

При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат:

А. Способ реализуется на потоке без измерения массового расхода влажного пара.

Указанный технический результат достигается тем, что способ, включающий: измерение статического давления пара, динамического напора и динамического разрежения в исходном режиме и в двух измененных, по расходу, режимах течения потока, восстановление исходного статического давления в измененных режимах; вычисление; включает: измерение степени сухости влажного пара.

Таким образом, задача изобретения решена.

Перечень чертежей

Рис.1. Схема контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На рис.1 показана схема осуществления способа контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке.

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, содержит:

- участок паропровода, с измерителем статического давления 1, измерителем динамического разрежения 2, измерителем динамического напора 3 и измерителем степени сухости (4);

- регулирующую задвижку (5) на входе, и регулирующую задвижку (6) на выходе участка;

- вычислитель 7.

Использование измерителей статического давления, динамического разрежения и динамического напора показано в прототипе (А.с. СССР №1288568). В качестве измерителя степени сухости может быть принято любое известное устройство, обеспечивающее выполнение этой функции (например, устройство по патенту на изобретение RU 2380694 C1).

Измеряют: статическое давление измерителем 1, динамическое разрежение - измерителем 2, динамический напор - измерителем 3, степень сухости - измерителем 4. Измерения осуществляют как в исходном режиме, так и в двух измененных дополнительных, отличающихся по массовому расходу, режимах течения потока. Истинное объемное паросодержание и скорости фаз потока вычисляют по совокупности измеряемых параметров в исходном и в дополнительных режимах из следующей системы двенадцати нелинейных уравнений:

χ i = α i ρ i ' ' ω i ' ' α i ρ i ' ' ω i ' ' + ( 1 α i ) ρ i ' ω i ' ; ( 1 )

k Δ P i = α i ρ i ' ' ( ω i ' ' ) 2 2 + ( 1 α i ) ρ i ' ( ω i ' ) 2 2 ; ( 2 )

k p Δ P p i = ρ i ' ' ( ω i ' ' ) 2 2 ; ( 3 )

c = α i ω i ' ' + ( 1 α i ) ω i ' ω i ' ' i = 1, 2, 3 ( 4 )

где: α - истинное объемное паросодержание;

ω'', ω' - скорости паровой и жидкой фаз потока;

ρ'', ρ' - плотности паровой и жидкой фаз потока;

k - коэффициент, учитывающий возмущение от измерителя

динамического напора;

kp - коэффициент, учитывающий возмущение от измерителя динамического разрежения;

с - параметр Бенкова (отношение истинного объемного паросодержания к объемному расходному паросодержанию);

χ - степень сухости потока влажного пара;

ΔPp - динамическое разрежение;

ΔP - динамический напор.

В этой системе двенадцати нелинейных уравнений неизвестными являются следующие параметры: α1, α2, α3, ω1'', ω2'', ω3'', ω1', ω2', ω3' k, kp, c.

Приведенную систему уравнений можно решить следующим образом.

Фиксируя kp в точке из области изменения этого параметра, из уравнений вида (3) находим значения ω'':

ω i ' = 2 k p Δ P p i ρ i ' ' ; ( 5 )

Фиксируя «c» в точке из области возможного изменения этого параметра, при каждом i=1, 2, 3, находим αi, и ω i ' из уравнений вида (1) и (4):

α i = χ i c ρ i ' χ i ρ i ' + ρ i ' ' χ i ρ i ' ' ( 6 )

ω i ' = ω ' ' ( c α i ) ( 1 α i ) ( 7 )

Из уравнения (2), например, при i=3 находим значение k:

k = α 3 ρ 3 ' ' ( ω 3 ' ' ) 2 2 + ( 1 α 3 ) ρ 3 ' ( ω 3 ' ) 2 2 Δ P 3 ( 8 )

Подставляем найденные значения параметров α1, α2, ω1'', ω2'', ω1', ω2'', k в уравнения вида (2) при i=1, 2.

В результате этой подстановки получаем значения «невязок» δ1 и δ2:

δ 1 = k Δ P i [ α 1 ρ 1 ' ' ( ω 1 ' ' ) 2 2 + ( 1 α 1 ) ρ 1 ' ( ω 1 ' ) 2 2 ( 9 )

δ 2 = k Δ P 2 [ α 2 ρ 2 ' ' ( ω 2 ' ' ) 2 2 + ( 1 α 2 ) ρ 2 ' ( ω 2 ' ) 2 2 ( 10 )

Из соотношений (5)-(8) следует, что невязки δ1 и δ2 являются функциями kp и c:

δ 1 = δ 1 ( k p , с ) ( 11 )

δ 2 = δ 2 ( k p , c ) ( 12 )

Таким образом, исходная задача решения системы двенадцати нелинейных уравнений с двенадцатью переменными сведена к решению следующей системы двух нелинейных уравнений:

| δ 1 ( k p , c ) = 0 ( 13 ) δ 2 ( k p , c ) = 0 ( 14 )

Система решается методом Ньютона с относительной погрешностью определения неизвестных kp и c не превышающей 0,001. Решение системы сходится за 4-5 итераций. Время решения на рядовом персональном компьютере не превышает 1 с.

Способ контроля истинного объемного паросодержания и скоростей фаз влажного пара в паропроводе на потоке, включающий: измерение статического давления пара, динамического напора и динамического разрежения в исходном режиме и в двух измененных, по расходу, режимах течения потока, восстановление исходного статического давления в измененных режимах; вычисление; включает: измерение степени сухости влажного пара.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для определения степени сухости потока влажного пара. .

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области регулирования термодинамических параметров, и может быть использовано для регулирования энтальпии теплоносителя в паропроводе прямоточного парогенератора влажного пара.

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля технологических параметров, и может быть использовано для контроля степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов влажного пара.

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля параметров влажного пара, и может быть использовано для контроля тепловой мощности, массового расхода, энтальпии и степени сухости потока влажного пара.

Изобретение относится к технической физике, а именно к области контроля мощности генераторов тепловой энергии, и может быть использовано для определения производительности прямоточного парогенератора влажного пара с деаэратором.

Изобретение относится к области средств измерения, а именно к устройствам, служащим для измерения степени сухости пара в системах контроля тепловых потерь в тепловых сетях, величины коэффициента полезного действия турбинных агрегатов тепловых и атомных электростанций.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к области измерения термодинамических параметров потока влажного пара, а именно степени сухости. .

Изобретение относится к технической физике, а именно к области устройств создающих поток тепловой энергии и теплоносителя с контролируемыми параметрами степени сухости, теплового и массового расходов, и может быть использовано для исследования средств контроля потока влажного пара. Устройство содержит паропровод перегретого пара с измерителем расхода, с измерителями давления и температуры, с участком для установки исследуемых образцов, с регулирующей и отсекающей (запирающей) арматурой. Также устройство содержит узел впрыска воды на участке паропровода после измерителя расхода, давления и температуры. Устройство также содержит измерители давления и температуры после узла впрыска, линию подвода воды к узлу впрыска с измерителем расхода, с измерителем давления и температуры, с регулирующей и отсекающей (запирающей) арматурой. Кроме того, устройство содержит контроллер, к входам которого подключены выходы всех измерителей. Техническим результатом является обеспечение возможности исследования средств контроля влажного пара в потоке с контролируемыми значениями степени сухости, теплового и массового расходов, а также обеспечение широкого диапазона изменения значений степени сухости, теплового и массового расходов влажного пара и контроль значений измеряемых и вычисляемых параметров с нормируемой точностью. 1 ил.

Изобретение относится к технической физике, а именно к области устройств контроля технологических параметров, и может быть использовано для контроля (определения) степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов влажного пара в паропроводах АЭС, ТЭС и в паровых магистралях. Устройство содержит паропровод, помещенный в паропровод зонд, с трубкой динамического напора и с трубкой динамического разрежения. Также устройство содержит преобразователь статического давления, преобразователь перепада давлений и контроллер, подключенный к выходам преобразователей. Устройство также содержит трубку статического давления, помещенную в зонд, с приемником статического давления, расположенным в зоне приемников трубки динамического напора и трубки динамического разрежения, и второй преобразователь перепада давлений. При этом выходы трубок динамического напора и статического давления подключены к входам преобразователя перепада давлений, а выходы трубок статического давления и динамического разрежения подключены к входам второго преобразователя перепада давлений. Кроме того, выход трубки статического давления подключен к входу преобразователя статического давления, по сигналам преобразователей контроллер вычисляет степень сухости, энтальпию, тепловой и массовый расходы контролируемого потока пара. Техническим результатом является создание устройства для контроля с нормируемой точностью значений степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов влажного пара в паропроводах среднего и большого сечения. 1 ил.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения параметров влажного пара. Заявлено устройство для определения степени сухости, энтальпии, теплового и массового расхода влажного пара, содержащее паропровод с измерителем статического давления и двумя измерителями расходных параметров потока, один из которых избирателен к параметрам паровой фазы, например направленная по потоку трубка Пито, а другой избирателен к параметрам паровой и жидкой фаз потока, например направленная навстречу потоку трубка Пито, контроллер для обработки и хранения сигналов измерителей с подключенными выходами измерителей, турбулизатор потока, а также участок постоянного сечения потока, расположенный за турбулизатором, содержащий приемники всех измерителей. Причем устройство дополнительно содержит узел отбора пробы пара и модуль определения опорных значений степени сухости, подключенный к узлу отбора пробы пара и к контроллеру. Технический результат - повышение точности определения параметров влажного пара. 1 ил.

Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения степени сухости и других термодинамических параметров влажного пара, и может быть использовано для непрерывного определения степени сухости как на объектах производства, так и на объектах потребления насыщенного и влажного пара. Устройство для определения степени сухости влажного пара содержит измеритель давления в контролируемом потоке пара, узел отбора пробы пара из контролируемого потока, линию с дросселирующим устройством от узла отбора пробы пара в проточную камеру, проточную камеру с измерителем давления и измерителем температуры. Также устройство содержит вторую проточную камеру с измерителем давления и измерителем температуры, подключенную к выходу первой камеры, линию выхода из второй камеры с измерителем расходного параметра, давления и температуры, вычислитель, к входам которого подключены выходы всех измерителей. При этом устройство также содержит сосуд, связанный с контролируемым потоком пара линией подвода пара и линией отвода смеси пара с его конденсатом, обе проточные камеры помещены в сосуд. Дополнительно устройство содержит парогенератор, а также сосуд, связанный с парогенератором линией подвода пара и линией отвода смеси пара с его конденсатом; обе проточные камеры помещены в сосуд. Техническим результатом является создание устройства, которое не оказывает гидравлического сопротивления контролируемому потоку, обеспечивается возможность монтажа, настройки, включения или отключения, а также демонтажа без остановки паропровода и без изменения режима его работы, обеспечивается возможность создания мобильного варианта установки для определения степени сухости влажного пара. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения степени сухости, энтальпии, теплового и массового расходов влажного, насыщенного и перегретого пара в паропроводах источников, в паровых магистралях и в паропроводах нагрузки. Заявленное устройство содержит паропровод, помещенный в паропровод измерительный зонд с трубкой для измерения динамического напора и с трубкой для измерения статического давления, трубку для измерения динамического разрежения, преобразователь статического давления, преобразователь динамического напора и преобразователь динамического разрежения. Причем устройство также содержит второй измерительный зонд со второй трубкой для измерения статического давления, в который установлена трубка для измерения динамического разрежения, третью трубку для измерения статического давления в паропроводе, датчик температуры, преобразователь температуры. По сигналам преобразователей контроллер вычисляет степень сухости, энтальпию, тепловой и массовый расходы потока влажного, насыщенного и перегретого пара. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения степени сухости пара в системах контроля тепловых потерь при генерации пара, передаче его по паропроводам, определении коэффициента полезного действия турбинных агрегатов тепловых и атомных электростанций. Заявленное устройство включает паропровод, входной патрубок, пароперегреватель с электронагревателем, канал измерения температуры, включенный в систему автоматического регулирования и канал измерения давления. Выход пароперегревателя через выходной патрубок соединяют с паропроводом. Во входном и выходном патрубке установлены запорные клапана. Провода питания электронагревателя и цепи управления клапанами подключены к системе автоматического регулирования. Выходной патрубок выполняется в виде трубки, заваренной на конце и расположенной по оси паропровода, а отверстия для выхода пара из пароперегревателя размещают на ее боковой поверхности. Технический результат - упрощение технических средств измерения степени сухости влажного пара и повышение точности измерения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Гигрометр // 2587519
Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для измерений объемной доли влаги (ОДВ) в газах. Гигрометр содержит кулонометрическую ячейку, источник питания и измеритель тока электролиза. Также гигрометр содержит стабилизатор расхода анализируемого газа, между штуцерами которого "Вых" (выход) и "О" (опорное давление) подключены параллельные цепи из последовательно соединенных пневмосопротивления и клапана электромагнитного, к штуцеру "Вых" стабилизатора расхода газа подключена цепь из последовательно соединенных элементов: пневмосопротивления и клапана электромагнитного, пневмоемкости и клапана электромагнитного, к пневмоемкости подключен измеритель давления с электрическим выходом, блок комбинированный. Техническим результатом является расширение области применения кулонометрических гигрометров. 1 ил.
Наверх