УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ В ТЕПЛООБМЕННОМ АППАРАТЕ

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в химической и энергетической промышленности для измерения уровня жидкости в теплообменных аппаратах, например, подогревателях высокого и низкого давления системы регенерации паровых турбин.
Известно устройство для измерения уровня, выполненное в виде конденсационного бачка с патрубками, соединенными по паровой части с теплообменным аппаратом, а с другой через импульсную линию с водяной частью теплообменного аппарата («Теплообменное оборудование паротурбинных установок. Отраслевой каталог, часть II» М., Министерство тяжелого энергетического и транспортного машиностроения СССР, 1989 г., стр. 8).
Недостатком данного устройства для измерения уровня является возможность ложного срабатывания защиты в теплообменном аппарате из-за повышения уровня при резко переменных режимах работы вследствие замедленного измерения давления в паровом пространстве конденсационного бачка.
Известно устройство для измерения уровня в теплообменном аппарате, включающее корпус конденсационного бачка, соединенный патрубками с одной стороны с паровым пространством корпуса теплообменного аппарата, а с другой - с датчиком разделительного давления (РТМ 108.271.23-84 «Расчет и проектирование поверхностных подогревателей высокого и низкого давления, Л., НПО ЦКТИ, 1987, стр. 48).
По совокупности признаков это известное техническое решение является наиболее близким к заявляемому и принято за прототип.
2
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является недостаточный внутренний диаметр парового патрубка, соединяющего паровой корпус теплообменного аппарата с конденсационным бачком, что приводит к срабатыванию защиты по ложному повышению уровня вследствие замедленного изменения давления в «положительной» линии при быстром изменении давления пара в корпусе. А также ограничение скорости повышения (снижения) давления в теплообменных аппаратах высокого давления до 0,6 (кг/см)/мин (согласно противоаварийному циркуляру ПЦ №Т-2/73 «О предупреждении аварий подогревателей высокого давления ТКЗ типа ПВ из-за разрушения трубной системы» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1973).
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, а также выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели позволил установить, что заявитель не обнаружил технического решения, характеризующегося признаками, тождественными или эквивалентными предлагаемым. При этом предлагаемое техническое решение не вытекает явным для специалиста образом из известного уровня техники и определенного заявителем.
Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого технического решения по совокупности признаков, позволило выявить в заявленном устройстве совокупность существенных отличительных признаков по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, изложенную в нижеприведенной формуле полезной модели.
Заявляемое техническое решение позволяет увеличить точность и надежность измерений, избежать ложных срабатываний защиты теплообменных аппаратов, а также увеличить скорость изменения давления в паровом пространстве подогревателя и, тем самым, увеличить скорость изменения нагрузки турбины, то есть увеличить ее маневренность без ложного срабатывания защит.
Предложено устройство для измерения уровня в теплообменном аппарате, включающее корпус конденсационного бачка, соединенный паровым патрубком с паровым пространством корпуса теплообменного аппарата, а патрубком отвода воды - с датчиком разделительного давления, соединенным с датчиком уровня и водяным пространством корпуса теплообменного аппарата, при этом, верхняя часть корпуса и крышки бачка выполнена цельной, внутренние образующие крышки и парового патрубка расположены на одном уровне, а внутренний диаметр парового патрубка больше внутреннего диаметра патрубка отвода воды.
Устройство иллюстрируется чертежом, где изображено:
- на фиг. 1 - общий вид устройства;
- на фиг. 2 - вид А по фиг. 1.
Устройство для измерения уровня в теплообменном аппарате включает корпус конденсационного бачка 1, соединенный паровым патрубком 2 с паровым пространством корпуса теплообменного аппарата 3, а посредством патрубка отвода воды 4 - с датчиком разделительного давления 5, соединенным с датчиком уровня 6 и водяным пространством корпуса теплообменного аппарата 7. При этом верхняя часть корпуса 8 и крышки бачка 9 выполнена цельной. Внутренняя образующая крышки 9 и парового патрубка 2 расположены на одном уровне. Внутренний диаметр парового патрубка 2 больше внутреннего диаметра патрубка отвода воды 4, который соединен с трубопроводом 10. Для отвода воздуха на вернем днище 8 конденсационного бачка 1 расположена пробка 11.
Устройство для измерения уровня работает следующим образом.
При работе теплообменного аппарата в статическом режиме устройство для измерения уровня через патрубок 2 соединенный с паровой частью теплообменного аппарата 3 заполняется паром, а с другой стороны через патрубок отвода воды 4, соединенный с трубопроводом 10 и датчиком разделительного давления 5, заполняется водой с водяным пространством корпуса теплообменного аппарата 7. Конструкция датчика разделительного давления 5 включает разделительную мембрану, которая в статическом режиме уравновешена давлением среды и гидростатического столба жидкости. Сигнал от датчика разделительного давления 5 поступает на датчик уровня 6 и далее на систему защиты и регулирования. При изменении давления пара в теплообменном аппарате 3, например, при его увеличении, растет давление пара и воды в корпусе теплообменного аппарата с паровой 3 и водяной 7 сторон. В водяном пространстве корпуса конденсационного бачка 1 давление воды через трубопровод 10 и датчик разделительного давления 5 выравнивается с давлением пара в корпусе теплообменного аппарата 3 без отставания. А в паровом пространстве конденсационного бачка 1 давление пара может отставать от роста давления в теплообменном аппарате 3 за счет сжимаемости пара и его конденсации в верхней части конденсационного бачка 1. Это приводит к ложным показаниям уровня в теплообменном аппарате 3, за счет неверного сигнала от датчика разделительного давления 5 и датчика уровня 6. При выполнении внутренней образующей крышки 9 и внутренней образующей парового патрубка 2 на одном уровне, в корпусе конденсационного бачка 1 отсутствует пространство, заполненное паром и сжимаемость пара и его конденсация не влияет на показания уровня. Также из-за разности плотностей пара и воды необходимо обеспечить внутренней диаметр парового патрубка 2 больше внутреннего диаметра патрубка отвода воды 4, что обеспечит отсутствие запаздывания.