Способ определения момента и места утечки в трубопроводе Советский патент 1986 года по МПК F17D5/02 

Изобретение относится к способам определения момента и места утечки в трубопроводе и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для обнаружения повреждений коаксиальных трубопроводов.

Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия при определении момента и места утечки во внутренней трубе коаксиального трубопровода, связывающего источник тепла с потребителем.

На фиг. 1 изображена схема циркуляции теплоносителя по коаксиальному трубопроводу для передачи тепла от источника тепла к потребителю; на фиг. 2 - схема циркуляции теплоносителя после повреждения; на фиг. 3 - график распределения температуры наружной стенки внешней трубы коаксиального трубопровода в определенный момент времени после повреждения; на фиг. 4 - график изменения физических параметров, вызванных повреждением.

Источник тепла 1 посредством коаксиального трубопровода 2 соединен с потребителем 3, который имеет газодувку 4, подающую теплоноситель во внешнюю трубу коаксиального трубопровода 5 и по ней на вход источника тепла. Горячий теплоноситель после источника тепла через внутреннюю трубу 6 коаксиального трубопровода возвращается к потребителю тепла.

Температуры горячего теплоносителя на входе в потребитель тепла Ti, на выходе из источника тепла Тг и во всей внутренней трубе до повреждения равны. Одинаковы и температуры охлажденного теплоносителя на выходе из потребителя тепла Тз, на входе в источник тепла Т4 и во всей внешней трубе. Равны также расходы охлажденного теплоносителя на выходе из источника тепла (после газодувки) GI и на входе в потребитель тепла G2.

При повреждении трубопровода в точке А охлажденный теплоноситель перетекает из внешней трубы во внутреннюю, появляется «холодный байпас и обход источника тепла, как гюказано на фиг. 2.

Расход охлажденного теплоносителя на выходе из потребителя тепла GI остается постоянным (см. фиг. 4), где по оси абс- цис откладывается изменение времени, а по оси ординат - изменения температуры и расхода. Расход охлажденного теплоносителя на входе в источник тепла G2 вследствие утечки через повреждение, возникшее в какой-либо момент времени то, уменьшится.

Вследствие разбавления горячего теплоносителя, циркулирующего во внутренней трубе, холодным теплоносителем, вызванного утечкой теплоносителя из внешней трубы во внутреннюю, уменьшиться температура горячего теплоносителя во внутренней трубе на участке от места повреждения до входа в потребитель тепла, в том числе и температура на входе в потребитель тепла TI. Одновременно с уменьшением расхода охлажденного теплоносителя на входе в источник тепла и уменьшением температуры горячего теплоносителя на входе в потребитель тепла увеличится температура теплоносителя на выходе из источника тепла Тг, вызванная уменьшением расхода горячего теплоносителя через источник тепла.

Одновременное уменьшение расхода охлажденного теплоносителя на входе в источник тепла, уменьшение температуры горячего теплоносителя на входе в потребитель тепла и увеличение температуры горячего теплоносителя на выходе из источника тепла является необходимым и достаточным признаком того, что в этот момент случилось повреждение внутренней трубы коаксиального трубопровода. Величина утечкиUG в месте повреждения определяет0 ся по разности расходов

GI-G2 AG.

Вследствие увеличения температуры горячего теплоносителя на выходе из источника тепла увеличится температура стенок внутренней трубы коаксиального трубопро5 вода между выходом источника тепла и местом утечки.

Увеличение температуры стенок внутренней трубы и уменьшение расхода охлажденного теплоносителя во внешней трубе Q между источником тепла и местом утечки вызовет увеличение температуры стенок внешней трубы, в том числе и температуры ее наружной стенки на этом участке коаксиального трубопровода.

Вследствие разбавления горячего тепло- носителя холодным и уменьшения расхода горячего теплоносителя уменьшится температура стенок внутренней и внешней труб, в том числе и температура наружной стенки внешней трубы коаксиального трубопровода на всем участке между местом 0 утечки и потребителем тепла. Вблизи места утечки внутренней трубы лежит точка перегиба С, где изменение температуры наружной стенки внешней трубы коаксиального трубопровода равно нулю.

Характер изменения температуры наружной стенки внешней трубы коаксиального трубопровода показан на фиг. 3, где - температура наружной стенки внешней трубы коаксиального , трубопровода до повреждения; 0Тз - температура наружной стенки

внешней трубы коаксиального трубопровода, в определенный момент времени после повреждения. Если установить измерители температур (термопары, термометры сопротивления, тер- 5 мисторы и т. п.) равномерно на наружной стенке внешней трубы по всей длине коаксиального трубопровода, то место утечки во внутренней трубе будет находиться

5

312606334

вблизи места измерителя температуры, пока-внутренней трубе определяется по наименьзавшего наименьшее изменение температуры,шему изменению температуры наружной

вызванное повреждение. Место утечки востенки внешней трубы.

о То

Фи.г.3

Фиг. 4