Судовая система для подачи охлаждающей забортной воды к теплообменникам Советский патент 1986 года по МПК B63B13/00 

Изобретение относится к судостроению. в частности к судовым системам для подачи охлаждающей забортной воды к теплообменникам, преимущественно паротурбинной установки ледокола.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик, надежности и эффективности работы системы путем поддержания заданных параметров охлаждающей воды на всех режимах работы паротурбинной установки.

На фиг. 1 схематично изображена судовая система для подачи охлаждающей забортной воды к теплообменникам; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (расположение датчиков температуры охлаждающей воды в раздаточной камере) на фиг. 3 - структурная схема регуляторов температуры, расхода и уровня воды в бортовой приемной камере.

Судовая система содержит бортовую 1 и днищевую 2 водозаборные приемные камеры, регулирующий орган 3 на трубопроводе, соединяющем бортовую и днищевую приемные камеры, раздаточную камеру 4 с расположенными на ее входе датчиками 5 и 6 температуры охлаждающей забортной воды. Камера 4 через циркуляционный насос 7 и магистраль 8 охлаждающей воды связана с теплообменниками, например, главным конденсатором 9. Конденсатор 9 соединен через турбину 10 с паропроизво- дящей установкой 11. Питательный клапан 12 определяет расход пара (мощность установки) и связан с датчиком 13 мощности. Через магистраль 14 подогретой воды конденсатор 9 связан с регулирующими органами слива воды за борт 15 и рециркуляции 16. Регулирующие органы слива воды за борт 15, рециркуляции 16 и регулирующий орган 3 на трубопроводе, соединяющем бортовую и днищевую приемные камеры с их датчиками 17-19 положения, и датчики мощности 13, температуры 5 и 6 и уровня воды 20 в бортовой камере 1 связаны с регуляторами температуры, расхода и уровня воды в бортовой приемной камере, размещенными в блоке 21.

Регулятор температуры включает три сумматора 22-24 сигналов. Сумматор 22 сигналов служит для суммирования входных сигналов по температуре от датчиков 5 и б температуры, установленных на входе в раздаточную камеру к носу от центра и в корму на одну шпацию, и от датчика 13 мощности. Сумматоры 23 и 24 сигналов служат для суммирования сигналов от сумматора 22, блока 25 задания температуры и датчиков 17 и 18 регулирующих органов, соответственно, слива воды за борт 15 и рециркуляции 16, выход которых поступает на вход пороговых устройств 26 и 27, формирующих дискретные сигналы «Норма и «Отклонение и соединенных с двумя электрогидравлическими устройствами 28 и 29

5

0

5

0

5

0

5

0

55

и сервомоторами -п) н о; )егулиру1О цих ор гаков 15 и 16.

Регулятор расхода охлаждающей воды состоит из сумматора 32 сигналов для суммирования сигналов от датчиков мощности 13 и частоты вращения 33 циркуляционного насоса 7 и сигнала заданной частоты вращения от блока 34 задания частоты вращения циркуляционного насоса, а также порогового устроства 35, аналогичного пороговым устройствам 26 и 27, для формирования сигналов «Норма и «Отклонение.

Устройство 35 соединено с электрогидравлическим устройством 36 и сервомотором 37. Сервомотор 37 управляет задатчи- ком 38 частоты вращения циркуляционного насоса 7 и регулирующим органом 39, которым измеряется расход пара на турбину 40 и соответственно частота вращения циркуляционного насоса 7.

Регулятор уровня воды в бортовой приемной камере 1 состоит из сумматора 41 сигналов, суммирующего сигналы от датчика 20 уровня, датчика 19 положения регулирующего органа 3 и сигнал заданного уровня от блока 42 задания уровня, порогового устройства 43, аналогичного пороговым устройства.м 26 и 27, управляющего магнитным пускателем 44 электродвигателя 45 регулирующего органа 3.

Система работает следующим образом.

Забортная вода через приемную решетку бортовой камеры 1 вместе со льдом, снегом и шугой поступает в смесительную камеру, где смешивается с подогретой водой из магистрали 14 в конденсаторе и поступает в раздаточную камеру 4. Из-за разнообразных ледовых условий различно поступление льда, снега и шуги в ледовые яши- ки, а при заклинивании ледокола, работе на мелководье часто и перекрытие бортовых приемных решеток льдом, что приводит к падению уровня воды в камере 1 и к значительным колебаниям температуры воды в приемных камерах 1 и 2.

При изменении температуры воды в раздаточной камере 4 сигналы от датчиков 5 и 6 температуры поступают в сумматоры 22-24 сигналов.

Для исключения времени транспортного запаздывания сигнала об изменении температуры (по сравнению с расположением датчиков на входе в теплообменники) датчики 5 и 6 температуры расположены, например, непосредственно на входе охлаждающей воды в раздаточную камеру и дают интегральную оценку о температуре охлаждающей воды.

Сумматоры 22-24 сигналов воздействуют через пороговые устройства 26 и 27 на электрогидравлические устройства 28 и 29 с сервомоторами 30 и 31 и изменяют положение регулирующих органов 15 и 16. Вследствие того, что при постоянной подаче воды рециркуляции в смесительную камеру статическая характеристика регулирующего органа 16 располагается выше, чем регулирующего органа 15 сброса воды за борт, сигнал, поступающий с блока 25 задания температуры на сумматор 23 сигналов, настраивается на 3°С больще, чем на сумматоре 24. Поэтому при нормальном уровне в приемной камере 1 поддержание заданной температуры осуществляется изменением положения регулирующего органа 15 сброса воды за борт. Например, при уменьщении температуры охлаждающей воды сигнал от датчиков 5 и 6 температуры, а значит и от сумматоров 22-24 сигналов, уменьщается (мощность изменяется сравнительно медленно, поэтому сигнал, поступающий на сумматор 22 от датчика 13 мощности, можно считать постоянным и не влияющим на динамику). При уменьшении на величину, больщую уставки «Меньще, пороговое устройство 26 формирует сигнал отклонения «Меньще, который подает электропитание

ков о и (1 ТСЛ;1К раТ рЬ. hp;; л еиЫ ОН1и

мошиости регу, 1ятор Ti.nnicpai ры гюллержи- вает более высокую тсмпсрлп ру ил;1ажлаю- щей воды, чем на болыпем у)1онне мощности.

1

Регулятор расхода работает аналогично регулятору температуры. Например, при уменьшении мощности сигнал от датчика 13 мощности поступает на сумматор 32, ко10 торый суммирует сигналы от датчиков мощности 13 и частоты вращения 33 циркуляционного насоса и сигнал от блока 34 задания частоты вращения и воздействует через пороговое устройство 35. которое формирует сигнал «Норма или «Отключение,

5 на электрогидравлическое устройство 36 с сервомотором 37. управляющим задатчиком 38 частоты вращения. Задатчик 38 частоты вращения открывает или закры1 ает регулирующий орган 39 ;i увеличивает IMH

на электромагнит «Закрытие электрогидра в- -п уменьшает расход пара на турбину 40 и

лического устройства 28. Устройство 28 посредством сервомотора 30 начинает прикрывать регулирующий орган 15 сброса воды за борт до тех пор, пока сигнал, поступающий от датчика 17 положения, не увеличивается настолько, чтобы компенсировать 25 уменьщение сигнала от датчиков температуры.

При увеличении температуры работа блоков и устройств происходит аналогично, только регулирующий орган 15 открывается.

соответственно частоту вращения цирку.чи- ционного насоса 7, что определяют его производительность. Таким образом, при изменении .мощности установки происходит одновременное изменение расхода охлаждающей воды и перестройка канала температуры на поддержание заданной температуры.

Важным условием нормальной работы циркуляционного насоса 7 системы охлаждения является обеспечение необходимого уровЕсли регулирующего воздействия регулирую- 30 я воды в приемной камере 1, так как при щего органа 15 сброса воды за борт не работе на мелководье регулирующий орган 3

хватает для поддержания заданной температуры, начинает прикрываться регулирующий орган 16 рециркуляции.

С изменением мощности паротурбинной

для предотвращения попадания механических примесей в систему охлаждения держат закрытым. Однако именно на мелководье наиболее часто происходит облегание льдом

установки регуляторами температуры и рас- или забивание щугой бортовой приемной рехода изменяется заданная температура и расход охлаждающей воды, чем поддерживается спецификационный вакуум и исключается переохлаждение конденсата в главном конденсаторе 9 и повыщаются эксплуа- тационные характеристики паротурбинной установки. Мощность установки (расход пара) изменяется питательным клапаном 12, положение которого определяет ее мощность. Например, при уменьшении мощности питательный клапан 12 прикрывается, что вызывает уменьщение сигнала от датчика 13 мощности. Отработка регулятора температуры по сигналу от датчика 13 мощности происходит аналогично сигналам от датчи

ков о и (1 ТСЛ;1К раТ рЬ. hp;; л еиЫ ОН1и

мошиости регу, 1ятор Ti.nnicpai ры гюллержи- вает более высокую тсмпсрлп ру ил;1ажлаю- щей воды, чем на болыпем у)1онне мощности.

Регулятор расхода работает аналогично регулятору температуры. Например, при уменьшении мощности сигнал от датчика 13 мощности поступает на сумматор 32, который суммирует сигналы от датчиков мощности 13 и частоты вращения 33 циркуляционного насоса и сигнал от блока 34 задания частоты вращения и воздействует через пороговое устройство 35. которое формирует сигнал «Норма или «Отключение,

на электрогидравлическое устройство 36 с сервомотором 37. управляющим задатчиком 38 частоты вращения. Задатчик 38 частоты вращения открывает или закры1 ает регулирующий орган 39 ;i увеличивает IMH

соответственно частоту вращения цирку.чи- ционного насоса 7, что определяют его производительность. Таким образом, при изменении .мощности установки происходит одновременное изменение расхода охлаждающей воды и перестройка канала температуры на поддержание заданной температуры.

Важным условием нормальной работы циркуляционного насоса 7 системы охлаждения является обеспечение необходимого уров я воды в приемной камере 1, так как при работе на мелководье регулирующий орган 3

для предотвращения попадания механических примесей в систему охлаждения держат закрытым. Однако именно на мелководье наиболее часто происходит облегание льдом

или забивание щугой бортовой приемной реQ

щетки, что приводит к быстрому падению уровня воды в камере 1. Для обеспечения хода ледокола и поддержания уровня воды в камере 1 открывается регулируюи1ий орган 3 и соединяет камеру 2 с камерой 1. Для уменьшения количества принимаемых механических примесей открытие регулирующего органа 3 происходит по статической характеристике, пропорционально падению уровня охлаждающей воды. Отработка сум- 5 матора 41 сигналов, блока 42 задания уровня, порогового устройства 43, магнитного пускателя 44 и электродвигателя 45 происходит аналогично отработке блоков и устройств регулятора температуры.

Ф«гЛ

cPuzJ

Составитель A. Строков

Редактор И. КасардаТехред И, ВересКорректор Г. Решетник

Заказ 3248/23Тираж 422Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4