Способ определения степени сухости влажного водяного пара Советский патент 1992 года по МПК G01N25/60 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на тепло- вых, атомных электростанциях при определении относительного внутреннего КПД ступени (турбины в целом), работающей в области влажного пара, а также - при определении тепловых потерь в окружающую среду паровых сетей, транспортирующих влажный пар.

Известен способ определения степени сухости влажного пара, заключающийся в измерении статического давления в паропроводе и двух контрольных параметров, функционально связанных со степенью сухости пара, с последующим определением степени сухости по результатам измерения.

Однако согласно известному способу для измерения необходимо сепарировать пар на фазы, а после измерения расходов отдельных фаз добиваться их идеального смешения. Большая инерционность по линии жидкой фазы (сепаратор, гидравлический затвор, мерительный сосуд) является

причиной возникновения автоколебаний и снижения точности измерений. Конструктивная реализация способа громоздка и металлоемка.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является спосоэ определения степени сухости влажного пара заключающийся в том, что измеряют параметры пробы пара, функционально связанные со степенью сухости пара, а степень сухости рассчитывают по отношению разницы между весовыми количествами пара и влаги в этой пробе к весовому количеству пара.

Недостатком этого способа является его невысокая точность определения степени сухости т.к. измерение динамического разрежения и изменения количества дпиже- ния потока на участке паропровода с различными сечениями зависит от многих факторов (эпюра скоростей пара и вла и по сечению паропровода с учетом скольжения влаги, распределения влаги по сечению, диаметра паропроводов, расстояния точек отч

VJ о ел

бора измеряемой величины от гибов паропровода и т д.).

Целью изобретения является повышение точности измерения параметров пробы, функционально связанных со степенью сухости влажного водяного пара.

Эта цель достигается тем, что в способе определения степени сухости влажного пара, заключающемся в том, что измеряют параметры пробы пара, функционально связанные со степенью сухости пара, а степень сухости рассчитывают по отношению разницы между весовыми количествами пара и влаги в этой пробе к весовому количеству пара, - измеряют температуру пробы влажного пара, нагревают ее до полного испарения влаги, измеряют температуру нагретой пробы и количество энергии, пошедшее на нагрев, затем перегревают нагретую пробу и измеряют температуру перегретой пробы и количество энергии, пошедшее на перегрев пробы, отобранное весовое количество влажного пара определяют из уравнения теплового баланса перегрева, а весовое количество влаги в отобранной пробе - из уравнения теплового баланса нагрева пробы пара и с учетом полученного значения весового количества влажного пара.

Способ определения степени сухости влажного водяного пара иллюстрируется схемой, показанной на чертеже.

Схема содержит заборное устройство 1, с помощью которого отбирается влажный пар. С целью представительности пробы отобранного пара, заборное устройство не должно вносить большое возмущение набегающего потока пара. Для этого оно размещается строго против набегающего потока, а его входные кромки должны быть острыми. При этом скорости потока пара, например, в конденсаторе и на входе в устройство примерно равны, После заборного устройства гас ходу отобранного пара размещены, например, электроподогреватели 2 и 3 (ЭПт.ЭПа), охладитель 4 пара (конденсатор), вентиль 5 для регулирования отбираемой пробы (весового количества). Паровоздушная смесь из охладителя 4 может быть отведена в штатный эжектор (на рис. не показан).

Весовое количество отобранной пробы влажного пара - D определяется из уравнения теплового баланса ЭП2D Ср2 At2 860 N2 772, весовое количество влаги d в отобранном паре - из уравнения теплового баланса ЭП1.:

d r+D CPI Ati 860 Nj « t 1, где

Cp2 и CPI - теплоемкость пара при давлении и температуре соответственно в ЭП2 и ЭП1 (определяется по таблицам водяного пара).

№ и NI - потребленное ЭП2 и ЭП1 коли- чество электроэнергии.

г/2 и ц 1 - коэффициенты, учитывающие потери теплоты в окружающую среду (с учетом потерь обвязки паропроводов).

Д t2 и Д ц - нагрев пара в ЭП2 и ЭП1.

г - теплота парообразования при давлении в ЭПт (по таблицам),

Степень сухости отобранной пробы влажного пара определяется по формуле Xs

Формула изобретения Способ определения степени сухости влажного водяного пара, заключающийся в

том. что измеряют параметры пробы пара, функционально связанные со степенью сухости пара, а степень сухости рассчитывают по отношению разницы между весовыми количествами пара и влаги в этой пробе к

весовому количеству пара, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения в эксплуатационных условиях измеряют температуру пробы влажного пара, нагревают ее до полного испарения влаги, измеряют температуру нагретой пробы и количество энергии на нагрев, затем перегревают нагретую пробуй измеряют температуру перегретой пробы и количество энергии на перегрев пробы, отобранное

весовое количество влажного пара определяют из уравнения теплового баланса перегрева, а весовое количество влаги в отобранной пробе - из уравнения теплового баланса нагрева пробы пара и с учетом

полученного значения весового количества влажного пара.

&0i/ fl/9tfHf0V$

Использование: в энергетике, на тепловых и атомных электростанциях, где отрабо- тэнный пар после паровой турбины находится в области влажного пара. Сущность изобретения: влажный пар направляют в первый теплообменник, в нем испаряется влага и осуществляется незначительный перегрев пара, После этого пар подают во второй теплообменник, где осуществляется дополнительный подогрев пара. Это дает возможность, используя тепловой баланс теплообменников, определить расход отбираемого пара и количества влаги в нем. Степень сухости пара определяют с учетом полученных параметров 1 ил.