Устройство для контроля запаса теплогидравлической устойчивости парогенерирующего канала судовой котельной установки Советский патент 1991 года по МПК F22B35/18 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для диагностического исследования теплогидравлической устойчивости парогенерирующих каналов судовых энергоустановок, в том числе и в условиях качки корпуса судна.

Целью изобретения является повышение точности контроля запаса геплогидрав- лической устойчивости парогенерирующего канала судовой энергетической установки.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема арифметического блока.

Устройство содержит измерительные преобразователи 1-3 пульсаций расхода теплоносителя, угла наклона канала и перепада давления соответственно, блоки 4-6 взаимоспектрального анализа, блоки 7 и 8 спектрального анализа, арифметический блок 9, управляемый ключ 10, нуль - орган 11 и блок 12 регистрации.

.Измерительные преобразователи 1-3 представляют собой последовательно соединенные электрический датчик соответствующего физического параметра и схему выделения переменной составляющей выходного электрического сигнала датчика. Измерительный преобразователь 1 пульсаций расхода теплоносителя устанавливают на входе парогенерирующего канала. Измерительный преобразователь 2 пульсаТдий угла наклона канала может быть выполнен на основе гироскопа. Измерительный преобразователь 3 устанавливают так, чтобы измерять пульсации перепада давления между входом и выходом парогенерирующего канала.

Выход измерительного преобразователя 1 подключен к входу блока 7 спектрального анализа и к первым входам блоков 4 и 5 взаимоспектрального анализа. Выход измерительного преобразователя 2 соединен с вторым входом блока 5 взаимоспектрального анализа, первым входом блока 6 взаимоспектрального анализа и с входом блока 8 спектрального анализа. Выход измерительного преобразователя 3 подключен к вторым входам блоков 4 и 6 взаимоспектрального анализа. Выходы блоков 7 и 8 спектрального анализа, а также первый и второй выходы блоков 4-6 взаимоспектрального анализа соединены с соответствующими входами арифметического блока 9. Первый и второй выходы арифметического блока 9 подключены к входам управляемого ключа 10 и нуль-органа 11 соответственно. Выход нуль - органа 11 соединен с управляющим входом ключа 10, выходом подключенного к входу блока 12 регистрации. Синхровходы блоков 4-12 подключены к выходу блока 13 управления.

Блок 9 (фиг.2) содержит перемножители 14-20, квадраторы 21 и 22, трехвх одовые

сумматоры 23-25, блоки 26 и 27 деления. Блок 9 имеет 8 входов, 2 выходы и 1 синх- ровход. Первые входы перемножителей 14- 19, а также два входа перемножителя 20

соединены с соответствующими входами блока 9, выходами которого являются выходы блоков 26 и 27 деления. Второй вход перемножителя 14 подключен к второму входу перемножителя 19 и к первому входу

0 перемножителя 20. Первый вход перемножителя 15 соединен с вторым входом перемножителя 18 и с входом квадратора 22. Первый вход перемножителя 16 подключен к второму входу перемножителя 17 и к входу

5 квадратора 21. Первые входы перемножителей 17 и 18 соединены с вторыми входами перемножителей 15 и 16 соответственно.

Выходы перемножителей 14-16 подключены к соответствующим входам сумматора

0 23, выходом подключенного к первому входу блока 26 деления. Выходы перемножителей 17-19 соединены с соответствующими входами сумматора 24, выходом подключенного к первому входу блока 27 деления, Вы5 ходы перемножителя 20 и квадраторов 21 и 22 соединены с соответствующими входами сумматора 25, выходом подключенного к вторым входам блоков 26 и 27 деления. Все блоки могут обрабатывать сигналы как в

0 цифровом, так и аналоговом виде.

Устройство работает следующим образом.

С выхода измерительного преобразователя 1 сигнал, пропорциональный пульсаци5 ям перепада давления на канале, поступает на вход блока 7 и на первые входы блоков 4 и 5. С выхода измерительного преобразователя 2 сигнал, пропорциональный пульсациям угла наклона канала, поступает на вход

0 блока 8, на первый вход блока 6 и на второй вход блока 5. С выхода измерительного преобразователя 3 сигнал, пропорциональный пульсациям перепада давления, поступает на. вторые входы блоков 4 и 6. В блоках 4-6

5 осуществляется взаимный спектральный анализ сигналов, подаваемых на первый и второй входы этих блоков. В блоках 7 и 8 осуществ- ляется спектральный (автоспектральный) анализ сигналов, подаваемых на их входы. На

0 первый выход каждого из блоков 4-6 поступает действительная часть комплексного взаимного спектра (кодовый сигнал), а на второй выход - мнимая часть (кодовый сигнал). На выход каждого из блоков 7 и 8 поступают

5 значения (кодовый сигнал) автоспектра соответствующего сигнала.

В блоке 9 происходит определение комплексных значений частотной передаточной функции HQ со расход - перепад давления по формуле

H(|G)

Sea p (ft)) 5И- (o) - SG v (o) Зудр (со)

S (й) S (to) - (a)l2 где Sy (W),SG (w) - автоспектры пульсаций угла наклона канала и расхода теплоносите- ля соответственно;

8сдр(м)- взаимный спектр пульсаций расхода теплоносителя и перепада давления на канале;

SG (w) - взаимный спектр пульсаций расхода теплоносителя и угла наклона канала;

Зрдр (ft) - взаимный спектр пульсаций

угла наклона канала и перепада давления на канале.

На первый выход блока 9 поступают значения действительной части ReH(j,ui) частотной передаточной функции расход- перепад давления

6у(ы) Ие5с М-Яе5суМ-Ве5 1(УГя5еу(.5уь.(1 ReH(jo).S Tv HRcSGV(u))t-Un,SQV(of(j)

На второй выход блока 9 поступают значения мнимой части lmH(j,w) частотной передаточной функции расход - перепад давления

JjUjoV

Stf(u) t 5utpM-In,5G M Re6Vtp o)-In,St.tPM8e5cvtol

5e(uyS /uHReS iV(U)|1-(Im5an « J)1

o

Кодовые сигналы с первого выхода блока 9 поступают на вход управляемого ключа 10, а кодовые сигналы с второго выхода блока 9 - на вход нуль - органа 11. Нуль - орган 11 вырабатывает командный сигнал при ра- венстве нулю входного сигнала. Командный сигнал подается на управляющий вход ключа 10. При наличии на управляющем входе ключа 10 командного сигнала на его выход поступает сигнал, подаваемый на его ин- формационный вход. Сигнал, поступающий с выхода ключа 10 на вход блока 12 регистрации, представляет собой действительную часть частотной передаточной функции расход - перепад при равенстве нулю ее мнимой части (запас теплогидравлической устойчивости парогенерирующего канала).

В состав блока 12 регистрации в простейшем случае входит цифропечатающее устройство. Кроме того, блок 12 регистра- ции может содержать схему ограничения теплового потока, представляющую собой пороговый элемент, на вход которого поступает подлежащий регистрации сигнал. Пороговый элемент вырабатывает управля- ющее исполнительными механизмами воз

15

20

25

30

„ лп ,g

5Q „ действие, если регистрируемый сигнал (код) оказывается меньше допустимого (задаваемого) уровня. Синхронизация работы блоков осуществляется путем подачи из блока 13 управления тактирующих импульсов на синхровходы соответствующих блоков. Формула изобретения Устройство контроля запаса теплогидравлической устойчивости парогенерирующего канала судовой котельной установки, содержащее измерительные преобразователи пульсаций расхода теплоносителя и перепада давления на канале, выходами подключенные к первому и второму входам блока взаимоспектрального анализа соответственно, выход измерительного преобразователя пульсаций расхода теплоносителя соединен с входом блока спектрального анализа, выход которого, первый и второй выходы блока взаимоспектрального анализа подключены к соответствующим входам арифметического блока, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами управляющего ключа и нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу ключа, выход которого соединен с входом блока регистрации, син- хровводы которого и синхровводы блоков спектрального анализа, взаимоспектрального анализа, арифметического, управляемого ключа и нуль-органа подключены к выходу блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство дополнительно снабжено вторым и третьим блоками взаимоспектрального анализа и вторым блоком спектрального анализа, синхровходами подключенными к выходу блока управления, измерительным преобразователем пульсаций угла наклона канала, выходом, подключенным к входу второго блока спектрального анализа, первый и второй входы второго блока взаимоспектрального анализа соединены с выходами измерительных преобразователей пульсаций расхода теплоносителя и угла наклона канала, первый и второй входы третьего блока взаимоспектрального анализа соединены с выходами измерительных преобразователей пульсаций угла наклона канала и перепада давления, выход второго блока спектрального анализа, первый и второй выходы второго и третьего блоков взаимоспектрального анализа подключены к соответствующим входам арифметического блока.

Фив. 2

Изобретение позволяет повысить точность контроля запаса теплогидравличе- ской устойчивости парогенерирующего канала судовой энергетической установки за счет того, что устройство дополнительно снабжено вторым 5 и третьим 6 блоками взаимоспектрального анализа и вторым блоком 8 спектрального анализа, а также измерительным преобразователем 2 пульсаций угла наклона канала, выходом подключенным к входу второго блока 8 спектрального анализа, при этом первый и второй входы второго блока 5 взаимоспектрального анализа соединены с выходами измерительного преобразователя 1 пульсаций расхода теплоносителя и измерительного преобразователя 2 угла наклона канала, а первый и второй входы третьего блока 6 взаимоспектрального анализа - с выходами измерительного преобразователя 2 пульсаций угла наклона канала и измерительного преобразователя 3 перепада давления 2 ил. чи & С чэ о 00 Ј