Устройство для определения расхода пароводяной смеси в трубопроводах геотермальной станции Советский патент 1993 года по МПК G01M19/00 

(Л

С

Использование: для определения расхода пароводяной смеси в трубопроводах геотермальной станции. Сущность изобретения: устройство дополнительно снабжено стабилизатором 1 потока, пароотборником 2 с датчиками перепада давлений 11-14 и разделителем 4 фаз с датчиками перепада давлений и двумя выходами по пару и по воде, причем последний выполнен с охладителем 8, пароотборник 2 выполнен а виде секторного кармана с днищем, а измерительный участок - вертикальным, при этом стабилизатор 1 потока и секторный карман пароотборника размещены последовательно по ходу потока. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

flid

00

со о о ю

4j

СО

74

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к конструкции устройств для определения расходов воды и пара на линии насыщения в трубопроводах геотермальной станции.

Целью изобретения является повышение точности измерения расхода пароводяной смеси за счет разделения фаз и измерения расходов в каждом из параллельных каналов - в паровом и водяном.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для определения расхода пароводяной смеси в трубопроводах геотермальной станции; на фиг. 2-3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит стабилизатор 1 и пэроотборник 2, размещенные на трубопроводе 3, и разделитель фаз 4, по паровому объему соединенный трубопроводом 5 с измерительным участком 6. а по водяному объему-трубопроводом 7 через охладитель 8 с измерительным участком 9.

Пароотборник 2 с разделителем фаз 4 соединен трубопроводом 10. Стабилизатор 1, пароотборник 2 и измерительные участки 6 и 9 снабжены датчики перепада давлений соответственно 11-14.

Датчики перепада давления И и 12 соединены через электромеханические испол- нительные устройства 15 и 16 с регулирующей арматурой, соответственно 17 и 18,

Стабилизатор 1 состоит из радиальных перегородок 19, образующих секторные каналы 20, а измерительные участки 6 и 9 снабжены дроссельными шайбами 21 и 22.

Устройство работает следующим образом.

Поток пара, совершая подъемное движение в трубопроводе 3, попадает в стабилизатор 1, где, проходя через секторные каналы 20, приобретает более устойчивый прямолинейный осесимметричный характер движения, а затем часть потока захватывается пароотборником 2, из которого по трубопроводу 10 направляется в разделитель 4. В разделителе 4 происходит разделение влажного пара на фазы с образованием парового объема и пространства, залитого сепаратом. Из парового объема разделителя 4 насыщенный пар, содержащий незначительное количество влаги, по трубопроводу 5 поступает на измерительный участок 6 и дроссельную шайбу 21, на которой происходит расширение потока и падение Давления. Датчик перепада давления 13 фиксирует величину перепада давления до и после шайбы 21, по которой определяется расход насыщенного пара.

Сепэрат из нижнего объема разделителя 4 по трубопроводу 7, пройдя охладитель 8, в котором происходит переохлаждение сепарата, поступает в дроссельную шайбу

22 измерительного участка 9, где также происходит расширение потока и с помощью датчика 14 определяют перепад давления на шайбе 22 и расход сепарэта.

Представительный расход пробы (т.е.

такой расход, который равен сторого выбранной части общего расхода, например 1/12, и имеет тоже паросодержание) устанавливается регулирующей арматурой 17 по показаниям датчика перепада давления 11,

5 причем изокинетичность (представительность) пробоотбора соответствует нулевому показанию датчика. Датчик 11, имеющий отборы статического давления на стенке основного трубопровода 3 и в устье

0 пароотборника 2, контролирует равенство полных скоростных напоров основного потока в трубопроводе 3 и потока в пароотбор- нике 2.

В случае нарушения изокинетичности,

5 например при увеличении расхода пара в трубопроводе 3, представительность расхода пробы нарушается, при этом датчик 11 фиксирует появление перепада давления и усиленный сигнал рассогласования через

0 электромеханическое исполнительное устройство 15 открывает регулирующую арматуру 17. При этом расход пара через пароотборник увеличивается до тех пор, пока сигнал рассогласования датчика 11 не

5 станет нулевым, то. есть изокинетичность отбора не будет восстановлена.

Наличие регулирующей арматуры 18, связанной импульсной линией 16 с датчиком 12 обеспечивает постоянство уровня се0 парата в разделителе 4.

Обе системы регулирования работают одновременно, поддерживая представительность отбора и надежный слив сепарата как при изменении общего расхода, так и

5 каждой из фаз.

Пробы пара из регулирующей арматуры 17 и сепарат из регулирующей арматуры 18 далее по течению могут быть вновь возвращены (инжектированы) в основной поток.

0 Наличие охладителя 8 перед измерительным участком 9 вызвано стремлением избежать вскипания сепарата в диафрагме 22 и таким образом избежать дополнительной погрешности при измерении расхода

5 сепарата.

Полный расход через скважину определяется с учетом расхода пара и сепарата пробы через пробоотборник и соотношения общего сечения трубопровода и сечения устья пробоотборника.

Существенным отличием заявленного технического решения от прототипа являет- ,ся высокая точность измерения параметров влажного пара, проходящего через основной трубопровод геотермальной станции.

Такая установка позволяет постоянно с высокой точностью контролировать расход и влагосодержание геотермального пара и обеспечивает оптимальную с точки зрения экономичности и надёжности работу влаж- нопаровой турбины и всего оборудования системы предварительной сепарации пара.

Высокая точность измерения достигается тем, что в предложенном устройстве расход пароводяной смеси через скважину определяется после представительного отбора строго определенной части общего расхода, последующего разделения отобранной пробы на фазы и раздельного определения расходов фаз стандартными расходомерными устройствами.

Представительность отбора также в значительной степени достигается за счет выполнения измерительного участка на вертикальном трубопроводе.

Наличие датчика перепада давления на пароотборнике, соединенного импульсной линией с регулирующей арматурой, обеспечивает изокинетичность пароотбо- ра при различных изменениях характера движения пароводяной смеси и перераспределения ее расхода в поперечном сечении скважины.

Введение е конструкцию устройства датчика перепада давления на разделителе,

подсоединенного импульсной линией к регулирующей арматуре, позволяет реагировать заданный уровень в разделителе, гарантировать работу дроссельной шайбы в режиме истечения жидкой фазы, исключая проскоки пара и возникающий при этом пульсационный характер движения через шайбу.

Формула изобретения

А-А

19

Фиг. 2.

6-6

20

Фиг.3