Устройство для отбора проб жидкости из влажного пара Советский патент 1984 года по МПК G01N1/10 

0

СО

Сй9

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к пробоотборным устройствам, и может быть использовано на тепловых и.атомных электростанциях при анализе первичного конденсата рабочего пара турбины и при измерении степени влажности пара.

В производственных исследовательский целях часто необходимо отобрать пробу только жидкой фазы рабочего вещества, например, паровой турбины. Таким путем можно определить влажность рабочего пара турбины и содержание примесей первичного конденсата. В образующейся из пара первичной влаге концентрируются все содержащиеся в рабочем веществе соли, что делает ее агрессивной по отношению к металлу. Поэтому на основании с анализа первичного конденсата рабочего пара турбины можно разработать рекомендации по защите металла проточной части от коррозии и тем самым обеспечить повышение надежности и экономичности турбины. .

Известно устройство для отбора проб насыщенного пара котлов и Турбин, представляющее собой пробоотборный элемент в виде патрубка с отверстием или несколькими отверстиями направленными навстречу потоку параС

Однако с помощью этого устройства для анализа может бытью подготовлена только усредненная проба, включающая паровую и жидкую фазы.

В известном пробоотборном устройстве вся забираемая проба охлаждается и конденсируется, что не позволяет получить пробу жидкой фазы из влажного пара.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для отбора пробы жидкости из зоны влажного рабочего пара турбины включающее пробозаборный элемент в виде патрубка с отверстием, направленным навстречу потоку пара, соединенный трубопроводом с сепаратором, соединенным с приемным измерительным баком жидкости, и пароотводящий элемент, соединенный с паровым пространством cenapaTofja трубопроводом С2 Д.

При прохождении пробы влажного пара по трубопроводу,соединяющему про- V бозаборное устройство с сепаратором, имеет место дополнительная конденсация пара, вследствие невозможности

предотвращения потерь тепла в этом трубопроводе даже при хорошей его теплоизоляции, что снижает точность измерений и анализов пробы.

Используемый в качестве парового пароотводящего элемента эжектор является сложным устройством, требующим дпя своего привода расход постороннего источника энергии.

Целью изобретения является повышение надежности и экономичности работы турбины путем повышения точности измерений и упрощение конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для отбора проб жидкости из влажного пара, преимущественно рабочего пара турбины, включающем пробозаборный элемент в виде патрубка с отверстием, направленным навстречу потоку пара, соединенный трубопроводом с сепаратором, соединенным с приемным измерительным баком жидкости, и пароотводящий элемент, соединенный с паровым пространством сепаратора трубопроводом, пароотводящий элемент выполнен в виде патрубка, установленного на уровне пробозаборного элемента и выполненного с отверстием, направленным в сторону, противоположную отверстию патрубки протикозаборного элемента, а трубопровод, соединяющий пароотводящий элемент с паровым пространством сепаратора, установлен коаксиально и снаружи трубопровода, соединяющего пробоЗаборный элемент сепаратором.

Установка патрубка пароотводящего элемента на уровне патрубка пробозаборного элемента позволяет осуществить отвод отсепарированного пара в ту же ступень давления турбины, откуда отбирается проба, что обеспечивает постоянство давления в пробоотборной системе и тем самым предотвращает изменение влажности отбираемой пробы. Направление отверстия патрубка пароотводящего элемента в сторону, противоположную отверстию патрубка пробозаборного элемента, обеспечивает перемещение пара через пробозаборное устройство вследствие преобразования динамического напора проходящего по турбине влажного пара в статический напор и эжектирующего эффекта, возникающего в пароотводящем элементе. Установка трубопровода, соединяющего пароотводящий эле3 . 11 мент с паровым пространством сепара- тора, снаружи и коаксиально трубопроводу, соединяющему пробозаборный элемент с сепаратором, обеспечивает доставку к сепаратору пробы пара с влажностью, соответствующей влажности исходного пара, вследствие высокого значения теплоты парообразования сухого насьщенного пара, проходящего по наружному трубопроводу. На чертеже представлена схема устройства для отбора проб жидкости из влажного пара. Устройство включает пробозаборный элемент 1, вьтолненный в виде патрубка с отверстием, направленным навстре чу потоку пара, сепаратор 2, соединенный с пробозаборным элементом трубопроводом 3 с арматурой 4, приемный измерительный бак 5 жидкости, соединенный с сепаратором трубопроводом 6 с арматурой 7, пароотводящий элемент 8, выполненный в виде патрубка, установленный в той же ступени давления, из которой отбирается проба, с отверстием, направленным в сторону, противоположную направлению дви жения потока пара, соединенный с паро вь|м пространством сепаратора 2 трубопроводом 9, выполненным в виде наружной рубашки трубопровода 3, с арматурой 10. Сепаратор 2 соединен с измери тельным 6dKOM 5 трубопроводом 11 с арматурой 12, служащим для выравнивания давления при сливе жидкости, так как давление в области влажного пара турбины ниже атмосферного. Измерительный бак 5 снабжен трубопроводом 13 с вентилем для соединения с атмосферой при удалении жидкости из бака 5 через трубопровод 14. Устройство работает следующим образом. Проба проходит по внутреннему трубопроводу 3 и попадает в сепаратор 2, где происходит отделение капель жидкости. Отделенная в сепараторе влага за счет силы гравитации собирается в нижней части внутреннего сосуда сепаратора и затем путем перио дического открытия арматуры 7 трубопровода 6 и арматуры 12 трубопровода 11 направляется в бак 5. Отсепарированный сухой пар поступает в трубопровод 9 и через отверстие пароотводящего элемента 8 сбрасывается в рабочий пар турбины. Пар, попадающий в наружный трубопровод 9, является сухим насьш енным 9 паром, поэтому потери тепла через теплоизоляцию трубопровода 9 не вызывают изменения температуры этого пара, а лишь частичную его конденсацию. Таким образом обеспечивается стабильность влажности пробы пара, подводимой к сепа эатору. Прокачка пробы в предлагаемом устройстве осуществляется вследствие преобразования динамического напора влажного пара в статическое давление и эжектирующего эффекта, возникающего в пароотводящем элементе. Расчет дополнительного давления ( за счет динамического напора влажного пара при скорости движения его (/ 100 - 150 м/с по формуле - . где J - плотность среды, показывает, что эта величина составляет 0,1-0,2 бар. Таким образом, в устройстве обеспечивается возможность прокачки пробы без дополнительных сложных устройств и расхода энергии, а отвод пара в ту же ступень давления, откуда отбирается проба, обеспечивает постоянство давления в пробоотборной системе и тем самым предотвращает изменение влажности отбираемой пробы. Представительность пробы жидкости, получаемой из влажного пара, обеспечивает высокую точность анализа примесей первичного конденсата и измерения влажности пара (последнее осуществляется дополнительной установкой расходомера на трубопроводе пробы влажного пара). Тем самым достигается повьшение надежности и экономичности турбинной установки, Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется возможностью в результате более . точного измерения влажности уменьшить количество влаги, направляющейся в сторону рабочего колеса и оказывающей тормозящее действие на лопатки, а следовательно уменьшить потери ощности от вгажности. Получение олее точных данных по составу приесей первичной влаги рабочего пара озволяет на более высоком уровне проодить режим химической подготовки абочей среды, что уменьшает коррозию эрозию металла проточной части. роме того, снижаются потери мощности т шероховатости поверхностей проочной части.

S т Влажньш лор

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ ИЗ ВЛАЖНОГО ПАРА, преимущественно рабочего пара турбины, включающее пробозаборный элемент в виде патрубка с отверстием, направленным навстречу потоку пара, соединенный трубопроводом с сепаратором. соединенным с приемным измерительным баком жидкости, и пароотводящий элемент, соединенный с паровым пространством сепаратора трубопроводом, отличающеес я тем, что, с целью повьшения надежности и экономичности работы турбины путем повышения точности измерения и упрощения конструкции устройства, пароотводящий элемент вьтолнен в виде патрубка, установленного на уровне пробозаборпого элемента и выполнеилого с отверстием, направленным в сторону, противоположную отверстию патрубка противозаборного элемента, а трубопровод, соединяющий пароотводдщий элемент с паровым пространством сепаратора, установлен коаксиально и снаружи трубо провода, соединяющего пробозаборньй элемент с сепаратором.