Кондуктометрический сигнализатор уровня пены в испарителях

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно - к устройствам для определения уровня пены над жидкостью, находящейся при повышенном давлении, например, в испарителях. Техническим результатом является повышение точности измерений. Технический результат достигается тем, что кондуктометрический сигнализатор уровня пены, содержащий измерительные электроды с межэлектродным пространством, отличается тем, что одним из электродов является корпус испарителя, а второй выполнен в виде горизонтально расположенной во внутреннем пространстве испарителя токопроводящей проволоки, прикрепленной концами к токопроводящим стержням, размещенным в электрических изоляторах, расположенных над уровнем воды в диаметрально противоположных точках корпуса испарителя.

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно - к устройствам для определения уровня пены над жидкостью, находящейся при повышенном давлении, например, в испарителях.

Наиболее близким техническим решением к полезной модели является кондуктометрический сигнализатор, содержащий измерительные электроды с межэлектродным пространством, при этом один из электродов выполнен в виде сетки, а другой - в виде змеевика с внутренней полостью для циркуляции охладителя (а.с. SU 611144, G01N 27/02, 1978). Уровень пены может быть определен по изменению электрического сопротивления межэлектродного пространства, которое связано с солесодержанием жидкости известной зависимостью (Мартынова О.И. и др. Химический контроль на тепловых и атомных электростанциях.- М.: Энергия, 1980, с.147, 160-161).

Указанное устройство при установке в паровом пространстве над кипящей водой не может обеспечить достоверных показаний среднего уровня пены по всей поверхности кипящей в испарителе воды, а только лишь в месте установки датчика, что снижает точность измерений и увеличивает эксплуатационные затраты.

Задачей полезной модели является снижение эксплуатационных затрат.

Техническим результатом является повышение точности измерений.

Технический результат достигается тем, что кондуктометрический сигнализатор уровня пены, содержащий измерительные электроды с межэлектродным пространством, отличается тем, что одним из электродов является корпус испарителя, а второй выполнен в виде горизонтально расположенной во внутреннем пространстве испарителя токопроводящей проволоки, прикрепленной концами к токопроводящим стержням, размещенным в электрических изоляторах, расположенных над уровнем воды в диаметрально противоположных точках корпуса испарителя.

Для предотвращения отложения солей, снижающих электрическое сопротивление изоляторов, примыкающих к стержням со стороны внутреннего пространства испарителя, к ним подведены трубки, по которым поступает конденсат пара испарителя.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 кондукто-метрический сигнализатор изображен в разрезе.

Основным элементом сигнализатора является кондуктометрический датчик, образованный двумя измерительными электродами, в котором одним измерительным электродом является корпус испарителя 1, а другим токопроводящая проволока 2, прикрепленная концами к токопроводящим стержням 3, размещенных в электрических изоляторах 4, расположенных над уровнем воды в диаметрально противоположных точках корпуса испарителя 1. Соединение стержней 3 с изоляторами 4 и соединения изоляторов 4 с корпусом 1 являются герметичными. К наружной поверхности электрических изоляторов 4, расположенной в паровом объеме испарителя, подведены трубки 5 для промывки поверхности изоляторов 4 конденсатом пара от отложения солей.

Кондуктометрический сигнализатор работает следующим образом. При нормальном режиме работы испарителя между поверхностью испаряющейся воды и токопроводящей проволокой 2 существует паровое пространство. Благодаря наличию изолятора 4 электрическая цепь между токопроводящей проволокой 2 и корпусом испарителя 1 имеет очень большое сопротивление (10⁶ Ом и более). При отложении солей на поверхности изоляторов 4 возможно снижение сопротивления электрической цепи от проволоки 2 к корпусу 1, так как соли при контакте с каплями воды, содержащимися в паре, образуют электропроводящую среду по пути от проволоки 2 к корпусу 1. Конденсат пара, имеющий низкое солесодержание, поступающий по трубкам 5 при работе испарителя, омывает поверхность изоляторов 4 и препятствует отложению солей на ней, сохраняя высокое сопротивление электрической цепи от проволоки 2 к корпусу 1.

При нарушении водного режима испарителя, связанного с повышением концентрации солей в испаряемой воде, на поверхности воды образуется пена, толщина слоя которой увеличивается со временем и в какой - то момент времени при уровне пены, превышающем допустимую величину, пена захватывается потоком пара, уходящим из испарителя в установленный за испарителем конденсатор пара. Содержание солей в пене, образовавшейся из испаряемой воды, во много раз больше, чем в паре, поэтому такой режим работы испарителя является недопустимым и считается аварийным, так как солесодержание конденсата пара возрастает в тысячи раз.

При контакте пены с токопроводящей проволокой 2, установленной на уровне, соответствующем максимально допустимому для работы испарителя, при котором может начинаться унос пены с паром, электрическое сопротивление электрической цепи от проволоки 2 к корпусу испарителя 1 резко уменьшается в тысячи раз, так как вода, входящая в состав пены, имеет высокую электропроводность, благодаря наличию переносчиков электричества - ионов растворенных солей.

При уменьшении сопротивления электрической цепи между проволокой 2 и корпусом 1 по сигналу измерительного прибора, измеряющего электрическое сопротивление, включается система продувки испарителя, являющаяся неотъемлемой частью всех испарителей. Часть воды с высоким солесодержанием удаляется из испарителя, а на ее место поступает продувочная вода с низким солесодержанием. В ходе продувки испарителя солесодержание воды в испарителе уменьшается, и образование пены на поверхности воды прекращается. При этом электрическое сопротивление электрической цепи между проволокой 2 и корпусом 1 резко возрастает, так как проволока 2 опять находится в паровом пространстве. По сигналу измерительного прибора продувка прекращается.

При очередном увеличением концентрации испаряемой воды и появлении пены на ее поверхности предельно допустимый уровень пены фиксируется кондуктометрическим сигнализатором уровня и опять повторяется цикл продувки испарителя.

В том случае, когда измерение уровня пены является неточным и измеряемый уровень пены меньше действительного, возможен унос пены с паром, что приводит к аварийному режиму работы испарителя и к экономическим потерям, связанных с затратами на производство пара недопустимого качества, содержащего пену, который непригоден для использования. Когда измеряемый уровень пены больше действительного, включение системы непрерывной продувки по сигналу измерительного прибора, реагирующего на положение уровня пены, будет происходить раньше, чем это необходимо. Это приведет к повышенному расходу воды на продувку и к повышенному уносу тепла из испарителя с кипящей водой, удаляемой из испарителя при продувке, что связано с экономическими потерями.

Таким образом, кондуктометрический сигнализатор уровня позволяет повысить точность измерений уровня пены на поверхности воды в испарителе и снизить эксплуатационные затраты.

1. Кондуктометрический сигнализатор уровня пены в испарителях, содержащий измерительные электроды с межэлектродным пространством, отличающийся тем, что одним из электродов является корпус испарителя, а второй выполнен в виде горизонтально расположенной во внутреннем пространстве испарителя токопроводящей проволоки, прикрепленной концами к токопроводящим стержням, размещенным в электрических изоляторах, расположенных над уровнем воды в диаметрально противоположных точках корпуса испарителя.

2. Кондуктометрический сигнализатор по п.1, отличающийся тем, что к электрическим изоляторам, примыкающим к стержням со стороны внутреннего пространства испарителя, подведены трубки, по которым поступает конденсат пара испарителя.