[發(fā)明專利]一種蒸汽閥門內(nèi)漏監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710477024.X
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107420628B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李啟明;鐘迪;黃中;周賢;彭爍;王保民;王劍釗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司;華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心
• 主分類號: F16K37/00
• 分類號: F16K37/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種蒸汽閥門內(nèi)漏監(jiān)測裝置，所述蒸汽閥門(10)安裝在蒸汽管道(11)中，其特征在于：所述監(jiān)測裝置包括上游壓力傳感器(1)、上游溫度傳感器(2)、上游信號線(3)、下游壓力傳感器(4)、下游溫度傳感器(5)、下游信號線(6)、智能處理器(7)、環(huán)境溫度傳感器(8)和環(huán)境信號線(9)；所述上游壓力傳感器(1)和上游溫度傳感器(2)安裝在蒸汽閥門(10)的上游入口段，所述下游壓力傳感器(4)和下游溫度傳感器(5)安裝在蒸汽閥門的下游出口段，所述環(huán)境溫度傳感器(8)安裝在蒸汽閥門(10)周邊；所述上游信號線(3)連接上游壓力傳感器(1)和上游溫度傳感器(2)至智能處理器(7)，實(shí)現(xiàn)信號傳輸；所述下游信號線(6)連接下游壓力傳感器(4)和下游溫度傳感器(5)至智能處理器(7)，實(shí)現(xiàn)信號傳輸；所述環(huán)境信號線(9)連接環(huán)境傳感器(8)至智能處理器(7)，實(shí)現(xiàn)信號傳輸；

所述智能處理器(7)是一種可編程的處理器，內(nèi)置參數(shù)輸入模塊、熱物性模塊、內(nèi)漏量計(jì)算模塊；

所述參數(shù)輸入模塊中，需要輸入的參數(shù)包括上下游管道的長度、內(nèi)徑、外徑、材質(zhì)及導(dǎo)熱系數(shù)和保溫材料的外徑、材質(zhì)及導(dǎo)熱系數(shù)；所述熱物性模塊，含有蒸汽熱物性表和空氣熱物性表；根據(jù)蒸汽的壓力和溫度，通過蒸汽熱物性表，確定蒸汽的熱物性參數(shù)，包括導(dǎo)熱系數(shù)、密度、焓值、粘度、普朗特?cái)?shù)；根據(jù)環(huán)境溫度，通過空氣熱物性表，確定空氣的熱物性參數(shù)，包括導(dǎo)熱系數(shù)、密度、粘度、普朗特?cái)?shù)；所述內(nèi)漏量計(jì)算模塊，是根據(jù)輸入?yún)?shù)及蒸汽的熱物性參數(shù)和空氣的熱物性參數(shù)，計(jì)算得到內(nèi)漏量；

所述的蒸汽閥門內(nèi)漏監(jiān)測裝置的內(nèi)漏監(jiān)測方法，包括如下步驟：

步驟1：向智能處理器(7)的參數(shù)輸入模塊中輸入?yún)?shù)，輸入的參數(shù)包括上下游管道的長度、內(nèi)徑、外徑、材質(zhì)及導(dǎo)熱系數(shù)和保溫材料的外徑、材質(zhì)及導(dǎo)熱系數(shù)；

步驟2：根據(jù)上下游管道的蒸汽的壓力和溫度，通過智能處理器(7)的熱物性模塊中的蒸汽熱物性表，確定上下游管道的蒸汽的熱物性參數(shù)，包括導(dǎo)熱系數(shù)、密度、焓值、粘度、普朗特?cái)?shù)；根據(jù)空氣的熱物性參數(shù)，通過智能處理器(7)的熱物性模塊中的空氣熱物性表，確定上下游管道的空氣的熱物性參數(shù)，包括導(dǎo)熱系數(shù)、密度、粘度、普朗特?cái)?shù)；

步驟3：根據(jù)輸入?yún)?shù)及蒸汽的熱物性參數(shù)和空氣的熱物性參數(shù)，計(jì)算得到內(nèi)漏量

具體內(nèi)漏量W計(jì)算的方程組如下：

上游管道：

Nu_uf＝0.023Re_uf^0.8Pr_uf^0.3

下游管道：

Nu_df＝0.023Re_df^0.8Pr_df^0.3

能量守恒：

內(nèi)漏量計(jì)算：

方程組中的變量含義如下：

-d_b表示保溫材料的外徑，d_p表示蒸汽管道的外徑，d₀表示蒸汽管道的內(nèi)徑，L_u表示上游管道的長度，L_d表示下游管道的長度，λ_b表示保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，λ_p表示蒸汽管道的導(dǎo)熱系數(shù)，這些參數(shù)屬于輸入?yún)?shù)；

-t_a表示環(huán)境溫度，t_uf表示上游蒸汽溫度，t_df表示下游蒸汽溫度，這些是通過溫度傳感器測量得到；

-λ_a表示空氣的導(dǎo)熱系數(shù)，Pr_a表示空氣的普朗特?cái)?shù)，μ_a表示空氣的粘度，λ_uf表示上游蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)，λ_df表示下游蒸汽的導(dǎo)熱系數(shù)，Pr_uf表示上游蒸汽的普朗特?cái)?shù)，Pr_df表示下游蒸汽的普朗特?cái)?shù)，μ_uf表示上游蒸汽的粘度，μ_df表示下游蒸汽的粘度，ρ_uf表示上游蒸汽的密度，ρ_df表示下游蒸汽的密度，h_uf表示上游蒸汽的焓值，h_df表示下游蒸汽的焓值，這些參數(shù)都是通過熱物性模塊得到；

-W表示內(nèi)漏量，t_ub表示上游管道保溫材料外表面的溫度，t_up表示上游管道內(nèi)壁面溫度，Nu_ua表示上游管外空氣側(cè)的努塞爾數(shù)，Nu_uf表示上游管內(nèi)蒸汽側(cè)的努塞爾數(shù)，Re_uf表示上游內(nèi)蒸汽的雷諾數(shù)，U_uf表示上游管內(nèi)蒸汽流速，t_db表示下游管道保溫材料外表面的溫度，t_dp表示下游管道內(nèi)壁面溫度，Nu_da表示下游管外空氣側(cè)的努塞爾數(shù)，Nu_df表示下游管內(nèi)蒸汽側(cè)的努塞爾數(shù)，Re_df表示下游內(nèi)蒸汽的雷諾數(shù)，U_df表示下游管內(nèi)蒸汽流速；這些參數(shù)通過計(jì)算上述方程組得到，便得知內(nèi)漏量。