УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ АВАРИЙНОГО ПОНИЖЕНИЯ УРОВНЯ В БАРАБАНЕ ПАРОВОГО КОТЛА Советский патент 1968 года по МПК F22B37/46 

Известны устройства для защиты от аварийного понижения уровня в барабане парового котла, содержащие импульсную трубку и клапан с мембранным приводом и шариковой защелкой. Эти устройства условно можно объединять в три группы.

1. Электронные или пневматические устройства, работающие по принципу измерения перепада давления и использующие в качестве датчика положения воды в барабане котла дифманометры различного типа.

Однако эти устройства имеют сложную конструкцию.

2. Электронные или пневматические устройства, использующие в качестве датчиков положения уровня различного рода поплавки или электроды. Эти устройства недостаточно надежны.

3. Устройства, использующие в качестве датчиков положения уровня радиоактивные или ультразвуковые приборы. Такие устройства крайне сложны, требуют высококвалифицированного обслуживания и установка их на простых объектах экономически нецелесообразна.

Предлагаемое устройство имеет более простую конструкцию и надежней в эксплуатации. Его особенность заключается в том, что к импульсной трубке последовательно подсоединены турбулентный дроссель, теплообменник и ламинарный дроссель для преобразования положения уровня в сигнал давления в камере мембранного привода, подключенной к выходу теплообменника. Устройство для защиты основано на эффекте резкого изменения давления (расхода) среды после дросселирующего устройства (дросселя) и конденсатора (теплообменника) в зависимости от фазы среды, поступающей на вход дросселирующего устройства. Это определяется положением заборного устройства относительно границы раздела фаз в замкнутом объеме, содержащем двухфазную среду под некоторым давлением.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для защиты от аварийного понижения уровня в барабане парового котла.

Устройство состоит из последовательно включенных импульсной трубки 1, турбулентного дросселя 2, теплообменника 3, ламинарного дросселя 4 и отсекающего клапана 5 с мембранной (управляющей) камерой 6.

Последовательно включенные турбулентный дроссель, теплообменник и ламинарный дроссель при включении мембранной камеры образуют делитель давления.

Котловая вода или пар по импульсной трубке 1, приваренной или свальцованной в барабан котла, поступает в турбулентный дроссель 2. Длина и изоляция импульсной трубки выбираются такими, чтобы предотвратить вскипание воды при понижении ее давления во время протекания через турбулентный дроссель и конденсацию пара в импульсной трубке при прохождении через нее пара.

Турбулентный дроссель может быть выполнен в виде шайб с дросселирующими отверстиями, разделенными междроссельными камерами. Диаметр отверстий должен быть максимально большим для предупреждения их засорения. После турбулентного дросселя котловая вода или пар поступает в теплообменник 3, который рассчитывается таким образом, чтобы пар при прохождении через него конденсировался, а конденсат охлаждался до 50-60°С. Затем котловая вода или конденсат поступает в мембранную (управляющую) камеру 6 отсекающего клапана и на вход ламинарного дроссели 4, откуда отводится в сборный бак или всасывается насосом. В качестве ламинарного дросселя можно использовать, в частности, трубу соответствующего сечения и длины. Жесткий центр 7 мембраны 8 камеры жестко связан со штоком 9, на наружной цилиндрической поверхности которого выполнена кольцевая проточка. Шток подпружинен пружиной 10 и перемещается внутри втулки 11, связанной с крышкой клапана. В отверстиях стенок втулки размещены шарики 12. Снаружи втулка охватывается стаканом 13, поджатым пружиной 14 и жестко связанным с клапанам. На внутренней цилиндрической поверхности стакана выполнена кольцевая проточка. С наружной стенкой стакана шарнирно сочленен рычаг 15 ручного открытия.

Когда давление в мембранной камере достигнет определенного значения, стакан 13, поднятый с помощью рычага 15, останется в этом положении и откроет подвод газа. Это обеспечивается тем, что шарик под действием усилия, передаваемого жестким центром мембраны на шток 9, выкатывается из кольцевой проточки штока в кольцевую проточку стакана, а шток перемещается в нижнее положение, сжимая пружину 10. При отсутствии в мембранной камере соответствующего давления клапан в открытом положении не фиксируется.

Если давление в мембранной камере становится меньше заданного предела, шток под действием пружины 10 перемещается в верхнее положение, шарик 12 выкатывается из кольцевой проточки стакана в кольцевую проточку штока, а стакан под действием пружины 14 спускается и связанный с ним клапан перекрывает седло и прекращает подачу газа. При положении уровня в барабане котла выше аварийного выходное отверстие импульсной трубки 1 находится ниже границы раздела сред пар-вода. В этом случае давление в мембранной камере 6 во всем диапазоне давлений в барабане котла выше давления, обеспечивающего фиксацию клапана в открытом положении.

Если уровень в барабане котла ниже аварийного, входное отверстие импульсной трубки находится выше границы раздела сред. В этом случае при всех рабочих давлениях в барабане котла давление в мембранной камере отсекающего клапана практически равно нулю и тогда клапан в открытом положении не фиксируется.

Устройство для защиты от аварийного понижения уровня в барабане парового котла, содержащее импульсную трубку и клапан с мембранным приводом и шариковой защелкой, отсекающий подачу топлива в котел, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, к импульсной трубке последовательно подсоединены турбулентный дроссель, теплообменник и ламинарный дроссель для преобразования положения уровня в сигнал давления в камере мембранного привода, подключенной к выходу теплообменника.