Устройство для испытания паропроводов на прочность Советский патент 1987 года по МПК G01N3/12 

Изобретение относится к технике испытаний на прочность давлением, а именно к устройствам для испытания полых изделий, например паропроводов нагревательных систем, на прочность под внутренним давлением и может быть использовано в теплоэнергетике и металлургической промышленности для высокотемпературных испытаний полых изделий на работоспособность.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей при испытаниях паропроводов нагревательных систем путем обеспечения проведения сравнительных испытаний паропроводов, один из которых подвергается непрерывным отложениям примесей на внутреннюю стенку, а другой -

(О

Накопитель 33 дренажа размеш,ен в нагревательной камере 34.

Фильтр 35 механической очистки конденсата размеш,ен внутри накопителя 33 дренажа, во внутреннем пространстве фильтра 35 размещен датчик 36 давления и датчик

37температуры.

Фильтр 35 соединен через трубопровод

38и восьмой клапан 39 с водоподогре- вателем 24.

Система автоматического управления включает блок 40 сравнения сигналов, первый 41, второй 42 и третий 43 блоки программного управления.

Первый вход блока 40 соединен с датчиком 14 температуры парогенератора 6, втопериодическим промывкам, в результате кото- 5 рой вход - с датчиком 4 температуры камеры 1, а выход соединен с первым и четвертым клапанами 9 и 21.

рых из-паропровода удаляются осадки примесей, при этом производят оценку скорости ползучести металла паропровода, загрязненного солевыми отложениями, и паропровода, не имеющего таких отложений.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - принципиальная схема системы автоматического управления.

Устройство содержит нагревательную ка20

меры 1, а выход соединен с первым и четвертым клапанами 9 и 21.

Вход первого блока 41 соединен с датчиком 27 давления, первый выход соединен с четвертым клапаном 21, второй выход - с пятым клапаном 23, третий выход - с шестым и седьмым клапанами 29 и 32, четвертый выход - с первым клапаном 9, а пятый выход - с вторым клапаном 11.

Вход второго блока 42 соединен с датчимеру 1 с установленными в ней испытуемы- 25 ком 16 давления, первый выход - с первым

ми паропроводами 2 и 3. В паропроводе 2 установлен датчик 4 температуры, а в паропроводе 3 - датчик 5 температуры. Парогенератор 6 размещен в нагревательной камере 7 и соединен через первый трубопровод 8 и первый клапан 9 для подачи пара с паропроводом 2, а через первый трубопровод 10 вывода пара и второй клапан 11 вывода пара паропровод 2 соединен с накопительной емкостью 12.

Внутри парогенератора 6 размещен датчик 13 давления и датчик 14 температуры. Накопительная емкость 12 размещена в нагревательной камере 15. В накопительной емкости 12 размещен датчик 16 давления и датчик 17 температуры. Емкость 12 соединена через трубопровод 18 и третий клапан 19 с парогенератором 6.

Парогенератор 6 через второй трубопровод 20 подачи пара и четвертый клапан 21 соединен с паропроводом 3, а через второй трубопровод 22 вывода пара и пятЕ)1Й клапан 23 вывода пара паропровод 3 соединен с накопительной емкостью 12.

Промывочный водоподогреватель 24 размещен внутри нагревательной камеры 25, а внутри водоподогревателя 24 размещен фильтр 26 механической очистки конденсата. Во внутренней полости фильтра 26 размещен датчик 27 давления и датчик 28 температуры. Внутренняя полость фильтра 26 соединена через шестой клапан 29 и трубопровод 30 с входом паропровода 3. Второй трубопровод 22 вывода пара соединен через трубопровод 31 и седьмой клапан 32 с термостатическим накопителем 33 дренажи.

30

40

клапаном 9, второй выход - с четвертым клапаном 21, третий выход - с третьим клапаном 19.

Вход третьего блока 43 соединен с датчиком 36 давления, а выход - с восьмым клапаном 39.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении все клапаны закрыты, все электронагреватели отключены от источника напряжения (включение в сеть 35 нагревательных камер 1, 7, 15, 25 и 34 производится по типовым схемам с терморегулятором и последовательно расположенными основными и добавочными реостатами).

В парогенераторе 6, в накопительной емкости 12, в испытуемых паропроводах 2 и 3, находится загрязненный солями конденсат в необходимом количестве, в промывочном водоподогревателе 24 и в термостатическом накопителе 33 дренаж - чистый конденсат, не содержащий солевых растворов.

С помощью типовой схемы нагрева и регулирования включается нагревательная камера 7, в которой производится нагрев парогенератора 6. В результате нагрева конденсат в парогенераторе 6 преобразуется в пар, загрязненный солями. Температура и давление пара в парогенераторе 6 контролируются датчиками температуры 14 и давления 13.

.Одновременно включается нагревательная камера 1, в которой производится нагрев испытуемых паропроводов 2 и 3. Находящийся в них конденсат также преобразуется в пар, загрязненный солями. Темпе45

50

55

Накопитель 33 дренажа размеш,ен в нагревательной камере 34.

Фильтр 35 механической очистки конденсата размеш,ен внутри накопителя 33 дренажа, во внутреннем пространстве фильтра 35 размещен датчик 36 давления и датчик

37температуры.

Фильтр 35 соединен через трубопровод

38и восьмой клапан 39 с водоподогре- вателем 24.

Система автоматического управления включает блок 40 сравнения сигналов, первый 41, второй 42 и третий 43 блоки программного управления.

Первый вход блока 40 соединен с датчиком 14 температуры парогенератора 6, второй вход - с датчиком 4 температуры ка

меры 1, а выход соединен с первым и четвертым клапанами 9 и 21.

Вход первого блока 41 соединен с датчиком 27 давления, первый выход соединен с четвертым клапаном 21, второй выход - с пятым клапаном 23, третий выход - с шестым и седьмым клапанами 29 и 32, четвертый выход - с первым клапаном 9, а пятый выход - с вторым клапаном 11.

Вход второго блока 42 соединен с датчи5 ком 16 давления, первый выход - с первым

0

0

клапаном 9, второй выход - с четвертым клапаном 21, третий выход - с третьим клапаном 19.

Вход третьего блока 43 соединен с датчиком 36 давления, а выход - с восьмым клапаном 39.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении все клапаны закрыты, все электронагреватели отключены от источника напряжения (включение в сеть 5 нагревательных камер 1, 7, 15, 25 и 34 производится по типовым схемам с терморегулятором и последовательно расположенными основными и добавочными реостатами).

В парогенераторе 6, в накопительной емкости 12, в испытуемых паропроводах 2 и 3, находится загрязненный солями конденсат в необходимом количестве, в промывочном водоподогревателе 24 и в термостатическом накопителе 33 дренаж - чистый конденсат, не содержащий солевых растворов.

С помощью типовой схемы нагрева и регулирования включается нагревательная камера 7, в которой производится нагрев парогенератора 6. В результате нагрева конденсат в парогенераторе 6 преобразуется в пар, загрязненный солями. Температура и давление пара в парогенераторе 6 контролируются датчиками температуры 14 и давления 13.

.Одновременно включается нагревательная камера 1, в которой производится нагрев испытуемых паропроводов 2 и 3. Находящийся в них конденсат также преобразуется в пар, загрязненный солями. Темпе5

0

5

ратура пара в паропроводах 2 и 3 контролируется датчиками 4 и 5 температуры.

При равенстве температуры по датчику 14 в парогенераторе б и датчику 4 в испытуемом паропроводе 2 поступают сигналы на первый и второй входы блока 40 сравнения сигналов, последний формирует и выдает сигналы на открытие клапанов 9 и 21. Последние открываются, и пар из парогенератора 6 по первому и .второму трубопровопаропровод 3, промывается, снимает отложения с внутренней поверхности и выносит загрязнения из паропровода 3. Загрязненный отложениями конденсат после промывки выходит из паропровода 3 и по трубопроводу 31 через открытый клапан 32 сбрасывается в накопитель 33 дренажа. Одновременно с четвертого выхода блока 41 программного управления поступает сигнал на закрытие первого клапана 9 на трубопроводе 8,

ду 8 и 20 подачи пара через открытые пер- .„ в результате чего паропровод 2 отключается

вый и четвертый клапаны 9 и 21 поступает в испытуемые паропроводы 2 и 3.

После выравнивания температур в парогенераторе бив паропроводах 2 и 3 ведутся испытания паропроводов 2 и 3 на длительную прочность внутренним давлением, при этом в паропроводах 2 и 3 находится загрязненный примесями насыщенный пар.

Наличие примесей в насыщенном паре вызывает отложения в паропроводах 2 и 3, что приводит к повышению их температуры и увеличению скорости реальной ползучести. Для сравнительной оценки длительной прочности паропроводов паропровод 2 подвергается непрерывным отложениям при15

20

ОТ парогенератора 6, и после полного закрытия клапана 9 блок 41 с пятого выхода выдает сигнал на открытие второго клапана

11на трубопроводе 10.

При открытом клапане 11 паропровод 2 соединяется с накопительной емкостью

12и пар из паропровода 2 по трубопроводу 10 через открытый клапан 1I сбрасывается в накопительную емкость. После выдержки в течение времени, необходимого для промывки паропровода 3, блок 41 программного управления с третьего выхода выдает сигнал на закрытие клапанов 29 и 32. При закрытых клапанах 29 и 32 промывочный водоподогреватель 24 и накопитель 33 дренажа отключаются от паропровода

месей на внутреннюю стенку, а паропровод 3 25 3. Нагревательная камера 25 отключается

от источника напряжения, промывочный водоподогреватель 24 охлаждается, температура и давление конденсата в нем падают. После закрытия клапанов 29 и 32 блок 41 с первого выхода выдает сигнал на открыподвергается периодическим промывкам конденсатом, удаляющим из него отложения и осадки примесей.

Промывка паропровода 3 производится автоматически с помощью первого блока

41 программного управления после предва- 30 тие клапана 21 на трубопроводе 20 и парогенератор 6 через трубопровод 20 и открытый клапан 21 соединяется с паропроводом 3, пар из парогенератора 6 поступает в паропровод 3, который после промывки вновь становится на испытания внутренним

рительного включения нагревательной камеры 25, с помощью которой производится нагрев промывочного водоподогревателя 24, заполненного конденсатом.

При достижении заданного давления конгенератор 6 через трубопровод 20 и открытый клапан 21 соединяется с паропроводом 3, пар из парогенератора 6 поступает в паропровод 3, который после промывки вновь становится на испытания внутренним

денсата в водоподогревателе 24 датчик 27 35 давлением. Одновременно с закрытием кладавления выдает сигнал на включение блока 41, который формирует и с первого выхода выдает сигнал на закрытие клапана 21, а после полного закрытия клапана 21 с второго выхода выдает сигнал на кратковременное открытие клапана 23, необходимое для удаления пара из паропровода 3 в накопительную емкость 12. При закрытом клапане 21 паропровод 3 отключается от парогенератора 6 и при открытом клапане

40

панов 29 и 32 блок 41 с пятого выхода выдает сигнал на закрытие клапана 11, который закрывается и отключает паропровод 2 от накопительной емкости 12, с четвертого выхода выдает сигнал на открытие клапана 9, последний открывается и соединяет парогенератор 6 с паропроводом 2, в результате чего загрязненный примесями пар из парогенератора 6 по трубопроводу 8 через открытый клапан 9 поступает в паропровод 2,

23 пар из паропровода 3 по трубопроводу 22 45 который (как и паропровод 3) вновь стасбрасывается в накопительную емкость 12. С выдержкой времени клапан 23 закрывается и отключает паропровод 3 от накопительной емкости 12. После полного закрытия клапана 23 с третьего выхода первого блока 41 программного управления поступает сиг- 50 нал на открытие клапана 29 на трубопроводе 30 и клапана 32 на трубопроводе 3k При открытых клапанах 29 и 32 (клапаны 2 и 23 закрыты) паропровод 3 соединяется с водоподогревателем 24 и с накопителем 33

новится на испытания внутренним давлением пара на длительную прочность. Периодические промывки паропровода 3 и выхлопы пара из паропровода 2 проводятся по программе испытаний в том же порядке.

Для восполнения потерь пара в парогенераторе 6 включается нагревательная камера 15, производится нагрев накопительной емкости 12, в которой в результате нагрева образуется пароводяная смесь, давление которой выше, чем в парогенераторе

дренажа. Горячий конденсат под давлением 55 6. Температура и давление пароводяной из водоподогревателя 24 через открытый смеси контролируются датчиками температу- клапан 29 по трубопроводу 30 подается в ры 17 и давления 16. Операция по восполпаропровод 3, промывается, снимает отложения с внутренней поверхности и выносит загрязнения из паропровода 3. Загрязненный отложениями конденсат после промывки выходит из паропровода 3 и по трубопроводу 31 через открытый клапан 32 сбрасывается в накопитель 33 дренажа. Одновременно с четвертого выхода блока 41 программного управления поступает сигнал на закрытие первого клапана 9 на трубопроводе 8,

в результате чего паропровод 2 отключается

в результате чего паропровод 2 отключается

ОТ парогенератора 6, и после полного закрытия клапана 9 блок 41 с пятого выхода выдает сигнал на открытие второго клапана

11на трубопроводе 10.

При открытом клапане 11 паропровод 2 соединяется с накопительной емкостью

12и пар из паропровода 2 по трубопроводу 10 через открытый клапан 1I сбрасывается в накопительную емкость. После выдержки в течение времени, необходимого для промывки паропровода 3, блок 41 программного управления с третьего выхода выдает сигнал на закрытие клапанов 29 и 32. При закрытых клапанах 29 и 32 промывочный водоподогреватель 24 и накопитель 33 дренажа отключаются от паропровода

тие клапана 21 на трубопроводе 20 и парогенератор 6 через трубопровод 20 и открытый клапан 21 соединяется с паропроводом 3, пар из парогенератора 6 поступает в паропровод 3, который после промывки вновь становится на испытания внутренним

давлением. Одновременно с закрытием кла

панов 29 и 32 блок 41 с пятого выхода выдает сигнал на закрытие клапана 11, который закрывается и отключает паропровод 2 от накопительной емкости 12, с четвертого выхода выдает сигнал на открытие клапана 9, последний открывается и соединяет парогенератор 6 с паропроводом 2, в результате чего загрязненный примесями пар из парогенератора 6 по трубопроводу 8 через открытый клапан 9 поступает в паропровод 2,

новится на испытания внутренним давлением пара на длительную прочность. Периодические промывки паропровода 3 и выхлопы пара из паропровода 2 проводятся по программе испытаний в том же порядке.

Для восполнения потерь пара в парогенераторе 6 включается нагревательная камера 15, производится нагрев накопительной емкости 12, в которой в результате нагрева образуется пароводяная смесь, давление которой выше, чем в парогенераторе

6. Температура и давление пароводяной смеси контролируются датчиками температу- ры 17 и давления 16. Операция по восполнению потерь пара в парогенераторе 6 выполняется автоматически с помощью второго блока 42 программного управления. При достижении заданного давления в накопительной емкости 12 с датчика 16 давления поступает сигнал на вход блока 42, который формирует и с первого и второго выходов выдает сигналы на закрытие клапанов 9 и 21, а после их полного закрытия с третьего выхода выдает сигнал на открытие клапана 19 на трубопроводе 18. В ре- зультате закрытия клапанов 9 и 21 паропроводы 2 и 3 отключаются от парогенератора 6 и пар из парогенератора 6 не поступает в паропроводы 2 и 3, а в результате открытия клапана 19 пароводяная смесь из накопительной емкости 12 по трубопро- воду 18 через открытый клапан 19 поступает на подпитку в парогенератор 6. После выдержки в течение времени, достаточного для частичной подпитки парогенератора б пароводяной смесью, блок 42 с третьего выхода выдает сигнал на закрытие клапана 19, в результате чего накопительная емкость 12 отключается от парогенератора 6 и прекращается подача пароводяной смеси в парогенератор 6, а после полного закрытия клапана 19 и блок 42 с первого и второго вы- ходов выдает сигналы на открытие клапанов 9 и 21.

В результате открытия клапанов 9 и 21 парогенератор 6 вновь соединяется с паропроводами 2 и 3 и пар из парогенератора 6 поступает по трубопроводам 8 и 20 в паропроводы 2 и 3. Нагревательная камера 15 отключается от источника напряжения и накопительная емкость 12 охлаждается.

Для восполнения потерь промывочного конденсата в водоподогревателе 24, включа- ется нагревательная камера 34, с помощью которой производится нагрев накопителя 33 дренажа до заданного давления. Температура и давление конденсата в накопителе 33 дренажа контролируются датчика- ми температуры 37 и давления 36. Восполнение потерь промывочного конденсата в во- допогреватель 24 производится автоматически с помощью третьего блока 43 программного управления. При достижении заданного давления в накопителе 33 дренажа с датчи- ка 36 давления поступает сигнал на включение блока 43, который формирует и выдает сигнал на открытие клапана 39 на трубопроводе 38 при закрытых клапанах 29 и 32.

В результате открытия клапана 39 нако- питель 33 дренажа соединяется с водоПодо- гревателем 24 и горячий конденсат, прощед- щий очистку в механическом фильтре 35, по трубопроводу 38 через открытый клапан 39 под давлением поступает в водоподо- греватель 24.

После выдержки в течение времени, достаточного для переброса промывочного кон

5 5

0

0

5 5

0

5

денсата из накопителя 33 дренажа в водо- подогреватель 24, блок 43 выдает сигнал на закрытие клапана 39, последний закрывается и отключает водоподогреватель 24 от накопителя 33 дренажа, при этом нагревательная камера 34 отключается от источника напряжения. При очередной промывке паропровода 3 конденсат в водоподогревателе 24 подвергается механической очистке с помощью фильтра 26.

Таким образом, работа устройства производится по безотходной технологии без потерь пара и конденсата.

Формула изобретения

Устройство для испытания паропроводов на прочность, содержащее нагревательную камеру для размещения изделия с датчиком температуры, парогенератор с датчиком температуры, соединяющий их первый трубопровод с первым клапаном для подачи пара в изделие, первый трубопровод - с вторым клапаном для вывода пара из изделия, соединенную с последним и с первым ротором через третий клапан накопительную емкость с нагревательной камерой и датчиком давления и систему автоматического управления, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено промывочным водоподогрева- телем и термостатическим накопителем дренажа с размещенными в них датчиками давления и фильтрами механической очистки конденсата, вторыми трубопроводами с четвертым и пятым клапанами для подачи и вывода пара из изделия, соединяющими, соответственно, парогенератор с нагревательной камерой и последнюю с накопительной емкостью, промывочный водоподогреватель соединен через пятый клапан с вторым трубопроводом для подачи пара, а термостатический накопитель дренажа соединен через седьмой клапан с вторым трубопроводом вывода пара и через восьмой клапан - с промывочным водоподогревателем, а система автоматического управления включает блок сравнения сигналов, первый, второй, третий .блоки программного управления, первый вход блока сравнения сигналов соединен с датчиком температуры парогенератора, второй вход - с датчиком температуры нагревательной камеры, а выход - с первым и четвертым клапанами, вход .первого блока программного управления соединен с датчиком давления промывочного водоподогре- вателя, первый выход -- с четвертым клапаном, второй выход - с пятым клапаном, третий выход - с щестым и седьмым клапанами, четвертый выход - с первым клапаном, а пятый выход - с вторым клапаном, вход второго блока программного управления соединен с датчиком давления накопительной емкости, первый выход - с

1295277 78

первым клапаном, второй выход с четвер- ного управления соединен с датчиком управ- тым клапаном, третий выход - с третьим ления давления накопителя дренажа, а вы- клапаном, вход третьего блока программ- ход - с восьмым клапаном.

9 14

Изобретение относится к испытаниям на прочность полых изделий и позволяет расширить эксплуатационные возможности устройства при испытаниях паропроводов нагревательных систем путем проведения сравнительных испытаний одновременно двух паропроводов, один из которых подвергается непрерывным отложениям примесей. а другой - периодическим промывкам. В нагревательной камере 1 размещены испытуемые паропроводы 2 и 3 с датчиками 4 и 5 температуры. С одной стороны паропроводы 2 и 3 соединены с парогенератором 6, а с другой - с накопительной емкостью 12, которая соединена через клапан 19 с парогенератором 6. Паропровод 3 является сравнительным и соединена с одной стороны с промывочным водоподогре- вателем 24 с фильтром 26, а с другой - с термостатическим накопителем 33 дренажа с фильтром 35. Все клапаны управляются системой автоматического управления. Пар, загрязненный солями, из парогенератора 6 подают в полости паропроводов 2 и 3 и создают внутреннее давление. Затем паропровод 3 подвергается промывке горячим конденсатом из водоподогревателя 24. После промывки паропровода 3 оба паропровода 2 и 3 вновь нагружаются внутренним давлением пара, загрязненного солями. 2 ил. SS (Л to 00 сд // Г JJ 35 3