Способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора Российский патент 2019 года по МПК G01F1/34 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора, может быть использовано на парогенераторах АЭС и ТЭС.

Уровень техники

Известна математическая модель массового расхода потока влажного пара (Тонг Л. «Теплопередача при кипении и двухфазное течение» М.: Мир, 1969):

где: G - массовый расход влажного пара;

α - интегральная доля поперечного сечения паропровода, занимаемая паровой фазой (истинное объемное паросодержание);

ρ^'' - плотность паровой фазы;

(ρ^' - плотность жидкой фазы);

ω^'' - средняя по сечению потока скорость паровой фазы;

(ω^' - средняя по сечению потока скорость жидкой фазы;)

χ - степень сухости.

Согласно представленной выше математической модели, расход влажного пара является функцией четырех (α, ω^'', χ, ) перечисленных физических параметров контролируемого потока. Плотности: ρ^'' и ρ^' - функции статического давления в паропроводе. Представленная математическая модель может быть реализована в расходомере только в том случае если ее переменные будут, каким, либо, образом определены или измерены.

Прототипом изобретения является способ по патенту на изобретение №2243508 (RU), «Устройство для измерения расхода пара в паропроводе», Агеев А.Г., Блинков В.Н., и другие; включающий:

- измерение в паропроводе: статического давления и, перепада давления на двух его приемниках, окно одного из которых открыто навстречу потоку, а окно другого - в сторону движения потока; вычисление массового расхода по измеряемым величинам и коэффициенту преобразования.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: «измерение в паропроводе: статического давления и, перепада давления на двух его приемниках, окно одного из которых открыто навстречу потоку, а окно другого - в сторону движения потока; вычисление массового расхода по измеряемым величинам и коэффициенту преобразования».

Однако прототип обладает недостатком:

А. Недостаточная точность определения массового расхода влажного пара в широком, технологически определенном диапазоне изменения параметров контролируемого потока пара.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, является: способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора, включающий:

- измерение в паропроводе: статического давления и, перепада давления на двух его приемниках, окно одного из которых открыто навстречу потоку, а окно другого - в сторону движения потока; вычисление массового расхода по измеряемым величинам и коэффициенту преобразования;

включает:

- измерение степени сухости генерируемого пара и, массового расхода питающей воды парогенератора; +

на интервале стабильного состояния измеряемых величин фиксируют (запоминают) значение степени сухости пара и, массового расхода питающей воды;

вычисляют фиксированное значение коэффициента преобразования по фиксированному значению расхода питающей воды, статическому давлению, по значению перепада давления на его приемниках в паропроводе;

вычисляют коэффициент преобразования по его фиксированному значению и, по текущему и фиксированному значениям степени сухости.

Таким образом, задача изобретения решена.

Перечень фигур чертежей

Рис. 1. Схема осуществления способа определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Изобретение осуществляется с использованием устройства для определения параметров расхода влажного пара, например по патенту на изобретение №2243508 (RU), установленного в паропровод парогенератора; измерителя расхода питающей воды парогенератора; и измерителя степени сухости влажного пара в паропроводе парогенератора.

На рис. 1. представлена схема осуществления предлагаемого способа определения массового расхода пара, которая может использоваться в паропроводах парогенераторов. Технологический диапазон изменения параметров контролируемого потока пара: статическое давление массовый расход G=400,0-200,0 кг/с; степень сухости: χ=0,99-0,9. Измеряют: статическое давление в паропроводе перепад давления (ΔР) на трубках 3, 5 зонда 2; расход питающей воды на входе в парогенератор (G_B); степень сухости в паропроводе от паропровода парогенератора (χ).

Пример 1. На интервале времени, например 60 секунд, отменено постоянство значений всех измеряемых величин:

- статическое давление в паропроводе

- перепад давления на трубках 3, 5 зонда 2 ΔР=69373,54 кгс/м²;

- расход питательной воды на входе в парогенератор G_B=408,3 кг/с;

- степень сухости в паропроводе от парогенератора χ=0,96,

Запоминают (фиксируют) измеренное значение расхода питающей воды (G_ф=408,3 кг/с), и степени сухости (χ_ф=0,96).

На таких интервалах «стабильного состояния измеряемых величин» предполагается баланс масс уходящего из парогенератора влажного пара (G) и поступающей в парогенератор питающей воды (G_В).

Вычисляют фиксированное значение коэффициента преобразования:

Вычисляют массовый расход влажного пара по: измеренным значениям статического давления, перепада давления на его приемниках в паропроводе, фиксированному значению коэффициента преобразования, фиксированному и текущему значениям степени сухости:

где: - коэффициент преобразования измеряемых величин в массовый расход влажного пара;

- поправка фиксированного коэффициента преобразования.

Результат вычисления по формуле прототипа:

где: ϕ^*=0.718 - экспериментальный коэффициент преобразования измеряемых параметров в массовый расход влажного пара.

Пример 2. В последующие моменты, в которых не выполняется условие стационарности измеряемых величин, например: ΔР=70461,3; G_B=408,3 кг/с; χ=0,97, используют ранее определенное зафиксированное значение коэффициента преобразования.

Вычисляют массовый расход:

При подтверждении условия стационарности значения измеряемых величин, например: ΔР=70461,3; G_B=408,3 кг/с; χ=0,97. Запоминают (фиксируют) измеренные значения расхода питающей воды (G_ф=408,3 кг/с), и степени сухости (χ_ф=0,97).

Вычисляют фиксированное значение коэффициента преобразования актуальное для текущего состояния измеряемых параметров:

Вычисляют массовый расход:

Результат вычисления по формуле прототипа:

Пример 3. При выходе на следующий интервал стационарного состояния измеряемых параметров: ΔР=70461,3; G_B=408,3 кг/с; χ=0,98. (текущие параметры в этом эксперименте практически совпадают с параметрами потока при которых выполнялось определение экспериментального коэффициента ϕ^*.

Запоминают (фиксируют) измеренные значения расхода питающей воды (G_ф=408,3 кг/с), и степени сухости (χ_ф=0,98).

Вычисляют фиксированное значение коэффициента преобразования актуальное для текущего состояния измеряемых параметров и массовый расход влажного пара в паропроводе от парогенератора:

Результат вычисления по формуле прототипа:

Изобретение относится к технической физике, а именно к области определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора, может быть использовано на парогенераторах АЭС и ТЭС. Способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора, включающий измерение в паропроводе: статического давления и перепада давления на двух его приемниках, окно одного из которых открыто навстречу потоку, а окно другого - в сторону движения потока; вычисление массового расхода по измеряемым величинам и коэффициенту преобразования; включает: измерение степени сухости генерируемого пара и массового расхода питающей воды парогенератора; на интервале стабильного состояния измеряемых величин фиксируют (запоминают) значение степени сухости пара и массового расхода питающей воды; вычисляют фиксированное значение коэффициента преобразования по фиксированному значению расхода питающей воды, статическому давлению, по значению перепада давления на его приемниках в паропроводе; вычисляют коэффициент преобразования по его фиксированному значению и по текущему и фиксированному значениям степени сухости. 1 ил., 3 пр.

Способ определения массового расхода влажного пара в паропроводе парогенератора, включающий:

- измерение в паропроводе статического давления и перепада давления на двух его приемниках, окно одного из которых открыто навстречу потоку, а окно другого - в сторону движения потока; вычисление массового расхода по измеряемым величинам и коэффициенту преобразования;

включает:

- измерение степени сухости генерируемого пара и массового расхода питающей воды парогенератора;

на интервале стабильного состояния измеряемых величин фиксирование (запоминание) значения степени сухости пара и массового расхода питающей воды;

- вычисление фиксированного значения коэффициента преобразования по фиксированному значению расхода питающей воды, статическому давлению, по значению перепада давления на его приемниках в паропроводе;

- вычисление коэффициента преобразования по его фиксированному значению и по текущему и фиксированному значениям степени сухости.