СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОДАЧИ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ К ПАРОГЕНЕРАТОРУ Российский патент 2000 года по МПК F22B35/10 

Изобретение относится к способу контроля подачи питательной воды к проточному парогенератору, в котором температуру пара испаренной питательной воды привлекают для определения подачи питательной воды. Оно относится далее к устройству для осуществления способа.

В то время, как в парогенераторе с естественной циркуляцией введенная в оборот смесь вода-водяной пар испаряется только частично, в проточном парогенераторе нагрев образующих герметичные ограждающие стенки камеры сгорания, вертикально расположенных испарительных труб приводит к полному испарению текучей среды в испарительных трубах за один проход.

Проточные парогенераторы обычно эксплуатируются с точки зрения техники регулирования так, что заранее установленные заданные значения для паропроизводительности и выходной температуры включенного после испарителя перегревателя соблюдаются по возможности точно. Конец испарения и тем самым одновременно начало перегрева пара не является фиксированным по месту. Более того, конец испарения устанавливается автоматически между прочим в зависимости от нагрузки и в зависимости от состояния загрязнения поверхностей нагрева испарителя или перегревателя, а также от содержания воды в топливе. Поэтому получается явное отличие по сравнению с парогенератором с естественной циркуляцией, при котором конец испарения фиксирован в сепараторном барабане пароводяной смеси. Устройством индикации для уровня воды в барабане для обслуживающего персонала дан измерительный инструмент, которым может контролироваться достаточный подвод воды к парогенератору с естественной циркуляцией.

В противоположность этому в проточном парогенераторе контроль достаточной подачи воды производят, например, через температуру пара испаренной питательной воды. Это известно из публикации DE 3243578 C2. Контроль может однако производиться косвенным путем, в частности путем наблюдения в качестве измерительной величины впрыскиваемого в перегреватель потока воды. Эта измерительная величина однако, с одной стороны, не является однозначной по причине изменяющихся вследствие эксплуатационных требований впрыскиваемых потоков воды. С другой стороны, при регулировании, основанном на этой измерительной величине, регулирующее воздействие происходит с большой задержкой, что является недостатком.

В основе изобретения поэтому лежит задача указания способа и устройства для надежного контроля достаточной подачи воды к проточному парогенератору.

Относительно способа эта задача решается согласно изобретения тем, что действительное значение температуры пара индицируют совместно с заданным значением, определенным из обусловленных эксплуатационными требованиями параметров.

За счет одновременного контроля заданного значения и действительного значения температуры пара на конце испарения обслуживающему персоналу по аналогии с уровнем воды парогенератора с естественной циркуляцией дается надежная информация о водоснабжении относительно проточного парогенератора. Для этого во время эксплуатации после конца испарения сравнивают друг с другом постоянно изменяющиеся заданные значения температуры и действительные значения температуры.

При этом обусловленное эксплуатационными требованиями заданное значение температуры пара определяют целесообразным образом из мощности парогенератора. Предпочтительно заданное значение в зависимости от нагрузки парогенератора, состава подводимого к проточному парогенератору топлива, степени загрязнения поверхностей нагрева испарителя и/или перегревателя, а также температуры питательной воды образуют так, что температура свежего пара, произведенного в проточном парогенераторе, остается постоянной.

Относительно устройства для контроля подачи питательной воды к испарителю проточного парогенератора названная задача решается согласно изобретению за счет устройства индикации, которое, с одной стороны, соединено с измерительным устройством для определения действительного значения температуры пара и, с другой стороны, с предусмотренным для определения заданного значения для температуры пара из обусловленных эксплуатационными требованиями параметров датчиком заданного значения, и которое содержит предусмотренную для индикации температуры пара на выходе испарителя температурную шкалу, причем на температурной шкале действительное значение и заданное значение температуры пара могут индицироваться совместно. При этом целесообразным образом на температурную шкалу наложено температурное окно для заданного значения температуры пара.

Пример выполнения изобретения поясняется более подробно с помощью чертежа, где показано устройство контроля для температуры пара после испарителя проточного парогенератора.

Чертеж показывает схематически проточный парогенератор с поверхностью нагрева подогревателя питательной воды (экономайзер) 2, который находится в (не показан) газоходе. Перед поверхностью нагрева подогревателя 2 в соответствии с протеканием включен насос питательной воды 4 и после нее включена поверхность нагрева испарителя 6, после которой опять-таки в соответствии с протеканием включена поверхность нагрева перегревателя 8. В идущем от насоса питательной воды 4 к поверхности нагрева подогревателя 2 трубопроводе 10 для питательной воды SW расположено измерительное устройство 12 для измерения температуры питательной воды T₁. Далее на выходе поверхности нагрева испарителя 6 в соединительном трубопроводе 14 между поверхностью нагрева испарителя 6 и поверхностью нагрева перегревателя 8 предусмотрено измерительное устройство 16 для измерения действительного значения T_i температуры пара на выходе или выпуске поверхности нагрева испарителя 6. Далее на выходе или выпуске поверхности нагрева перегревателя 8 предусмотрено измерительное устройство 18 для измерения температуры T₂ вытекающего от поверхности нагрева перегревателя 8 и подводимого к (не показан) паровой турбине свежего пара FD. Кроме того, в ведущем от насоса питательной воды 4 к поверхности нагрева подогревателя 2 трубопроводе 10 для питательной воды расположено измерительное устройство 20 для измерения потока питательной воды SW_t через трубопровод 10.

Устройству 22 для контроля количества питательной воды SW, подведенного к проточному парогенератору в единицу времени, придан в соответствие датчик заданного значения 24, который выдает заданное значение T_S для температуры пара на выпуске поверхности нагрева испарителя 6 к устройству 22. Для этого к датчику заданного значения 24 в качестве входных величин подводят мощность парогенератора или нагрузку парогенератора L и значение W_в для состава, в частности, содержания воды, подведенного к проточному парогенератору топлива. Кроме того, к датчику заданного значения 24 подводят в качестве входных величин температуру питательной воды T₁ и значение SW_t для массового потока питательной воды, а также актуальное значение для температуры свежего пара Т₂. Заданное значение T_S для температуры пара на выпуске поверхности нагрева испарителя 6 образуют в зависимости от параметров L, T₁, T₂, W_B и SW_t таким образом, что температура свежего пара T₂ остается постоянной.

Заданное значение T_S для температуры пара на выпуске поверхности нагрева испарителя 6 отбирают от блока функционального датчика 26 датчика заданного значения 24. Входным значением блока функционального датчика 26 является значение мощности или нагрузки L', которое выводится в вычислительном модуле 28 датчика заданного значения 24 из параметров L, B, SW_t, T₁ и T₂. Функциональная зависимость между этими параметрами реализована в вычислительном модуле 28, например, в форме полей характеристик KF.

Для учета того, что при изменении мощности или нагрузки топка проточного парогенератора следует за изменением мощности L лишь с задержкой и поэтому стационарное состояние для потока тепла в поверхности нагрева испарителя 6 устанавливается лишь с задержкой, предпочтительно значение мощности L' является задержанным. При этом также учитывают задержку температуры пара T_i на выпуске поверхности нагрева испарителя 6 при изменении потока тепла в поверхности нагрева испарителя 6, так как массовый поток требует конечного промежутка времени для протекания поверхности нагрева испарителя 6.

В блоке функционального датчика 26 отложена жестко задаваемая функция от нагрузки L для заданных значений T_S температуры пара на выпуске поверхности нагрева испарителя 6, которая определяется из соответственно полученных в стационарном режиме эксплуатации проточного парогенератора значений для заданной температуры T_S и задается в блок функционального датчика 26.

Служащее для контроля подачи питательной воды к проточному парогенератору устройство 22 является инструментом индикации с температурной шкалой 30, которая представляет обычный диапазон температуры пара T после конца поверхности нагрева испарителя 6, например, от 380 до 440^oC. На этой температурной шкале 30 инструмента индикации движется стрелка 32, которая показывает действительное значение T_i температуры пара на выпуске поверхности нагрева испарителя 6. Кроме того, на этой температурной шкале 30 движется температурное окно 34 с температурной полосой, например, ±20 K, которая проходит выше и ниже маркированной стрелкой 36 линии 38 для заданного значения T_S температуры пара на выпуске поверхности нагрева испарителя 6. Это температурное окно 34 может подразделяться на диапазоны "нормальный диапазон", "не нормальный диапазон" и "критичный диапазон" и отображает таким образом различные области опасности для отклонения действительного значения T_i от заданного значения T_S. В примере выполнения внутри этого температурного окна 34 для характеристики критичного диапазона первый диапазон 40 ниже верхней граничной температуры T₀ и второй диапазон 42 выше нижней граничной температуры T_u выделены, например, цветом по сравнению со средним диапазоном 44, который представляет собой нормальный диапазон.

Для случая снижения нагрузки, которое в режиме со скользящим давлением связано с понижением давления, заданное значение T_S температуры пара на выпуске поверхности нагрева испарителя 6 и таким образом температурное окно 34 движутся в направлении низких температур. В нормальном режиме действительное значение T_i следует за заданным значением T_S. При этом разница температуры между заданным значением T_S и действительным значением T_i вследствие динамических процессов может временно увеличиваться. Это учитывается температурной полосой температурного окна 34.

Изобретение предназначено для использования в прямоточных парогенераторах. В способе для контроля подачи питательной воды к проточному парогенератору для определения подачи питательной воды привлекают температуру пара испаренной питательной воды (SW). Для надежного контроля достаточной подачи питательной воды производят совместную индикацию действительного значения (T_i) и обусловленного эксплуатационными требованиями заданного значения (T_s) температуры пара. Устройство для осуществления способа содержит устройство индикации (22) с температурной шкалой (30), на которой совместно могут индицироваться действительное значение (T_i) и заданное значение (T_s) температуры пара. Такое изобретение повышает надежность контроля подачи питательной воды в парогенератор. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля подачи питательной воды к проточному парогенератору, при котором температуру пара испаренной питательной воды (SW) привлекают для определения подачи питательной воды (SW), отличающийся тем, что производят совместную индикацию действительного значения (Ti) температуры пара с определенным из обусловленных эксплуатационными требованиями параметров (T₁, T₂, SW_t, W_в, L) заданным значением (Т_s). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве обусловленного эксплуатационными требованиями параметра (T₁, T₂, SW_t, W_в, L) используют мощность парогенератора (L). 3. Устройство для контроля подачи питательной воды к испарителю проточного парогенератора, отличающееся тем, что оно содержит устройство индикации (22), которое, с одной стороны, соединено с измерительным устройством (16) для определения действительного значения (Т_i) температуры пара и, с другой стороны, с предусмотренным для определения заданного значения (T_s) температуры пара из обусловленных эксплуатационными требованиями параметров (T₁, T₂, SW_t, W_в, L) датчиком заданного значения (24), и предусмотренную для индикации температуры пара на выходе испарителя (6) температурную шкалу (30), причем действительное значение (T_i) и заданное значение (T_s) температуры пара могут индицироваться совместно. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на температурную шкалу (30) наложено температурное окно (34) для заданного значения (T_s) температуры пара.