Устройство сигнализации о возникновении кипения теплоносителя

Устройство сигнализации о возникновении кипения теплоносителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование; в теплоэнергетических установках различного назначения, в частности в тех, в которых используется жидкий однофазный теплоноситель (вода под давлением , жидкий металл и т.п.) и по условиям эксплуатации кипение последнего недопустимо . Сущность изобретения: устройство содержит акустический датчик, подсоединенный к входу усилителя, выход которого подключен к цепочкам, состоящим из последовательно включенных фильтра, первого блока определения дисперсии, блока выделения переменной составляющей сигнала и второго блока определения дисперсии, которые подсоединены к входам сумматора, выход которого соединен с блоком сигнализации . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 22 D 1/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,„AF

N (21) 4900042/06 (22) 08.01.91 (46) 07.05.93. Бюл. № 17 (71) Одесский политехнический институт (72) В.Т.Роговский и Г,flop (56) Srinlvasan G.S. New Statistical features

sensitive to sodium boiling noise//Annals of

Nuclear Energy. 1990, 17, № 3. Р. 135, Авторское свидетельство СССР

¹ 351038, кл. F 22 D 1/14, 1970. (54) УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ О

ВОЗНИКНОВЕНИИ КИПЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ (57) Использование; в теплоэнергетических установках различного назначения, в частИзобретение относится к области энергетики и предназначено для использования в теплоэнергетических установках различного назначения, в частности в тех, в которых используется жидкий однофаэный теплоноситель (вода под давлением, жидкий металл и т.п.) и по условиям эксплуатации кипение последнего недопустимо.

Цель изобретения — повышение надежности теплоэнергетической установки.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит акустический датчик 1, усилитель 2, полосовые фильтры 3 (й шт.), первые блоки 4 определения дисперсии (N шт.), блоки 5 выделения переменной составляющей сигнала (N шт.), вторые блоки

6 определения дисперсии (N шт.), сумматор

7 и блок 8 сигнализации.

Б0 1813974 А1 ности в тех, в которых используется жидкий однофазный теплоноситель (вода под давлением, жидкий металл и т,п.) и по условиям эксплуатации кипение посЛеднего недопустимо. Сущность изобретения: устройство содержит акустический датчик, подсоединенный к входу усилителя, выход которого подключен к цепочкам, состоящим иэ последовательно включенных фильтра, первого блока определения дисперсии, блока выделения переменной составляющей сигнала и второго блока определения дисперсии, которые подсоединены к входам сумматора, выход которого соединен с блоком сигнализации. I ил.

В заявленном устройстве акустический датчик 1, например, пьезоэлектрический.устанавливают в непосредственной близости от места прекращения контакта теплоносителя тепловыделяющей поверхностью таким образом, чтобы названный датчик мог воспринимать акустический шум, распространяющийся в теплоносителе (например, на выходе парогенерирующего канала). Акустический датчик I подключен к входу усилителя 20, выход которого соединен с входами полосовых фильтров 3, имеющих одинаковые по ширине полосы пропускания Af: где Л Р вЂ” диапазон частот, анализируемый предлагаемым устройством, Границы полос пропускания этих фильтров выбраны таким образом, чтобы был заполнен весь диапазон частот ЬР. Диапазон Ь F определяется видом теплоносителя в энергетической установке. Так, для водяного теплоносителя Ь F — это звуковые частоты, а для жидкого натрия — ультразвуковые частоты (15...80 кГц).

Выход каждого из N полосовых фильтров 3 соединен с входом соответствующего блока 4 определения дисперсии. Выход каждого из N блоков 4 подключен K входу соответствующего блока 5 выделения переменной составляющей сигнала. Выход каждого из N блоков 5 соединен с входом соответствующего блока 6 определения дисперсии, Выход всех Nблок:ов 6 подключены к соответствующим входам сумматора

7, имеющего N входоа и один выход, соединенный с входом блока 8 сигнализации, Все 2N блоков определения дисперсии (блоки 4 и 6) являются однотипными и представля от собой последовательное соединение квадратора и интегратора. Bce N блоков

5 выделения переменной составляющей 25 сигнала также являются однотипными.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Электрический сигнал с выхода акустического датчика 1 после усиления 2) поступает на входы N 30 полосовых фильтров 3, которые фильтруют сигнал в смежных частотных полосах, разбивая диапазон Ь Г на Nравных,по величине Лf полос, СигHBIIH с выходов фильтров 3 поступают на входы соответствующих бло- 35 ков 4 определения дисперсии. На выходе каждого иэ блоков 4 действует электрическое напряжение, пропорциональное мгновенному значению St площади какого-то 1-ro участка, на которые разбивается вся пло- 40 щадь под кривой спектральной плотности мощности выходного сигнала датчика 1.

Или, другими словами, на выходе каждого блока 4 действует электрическое напряжение, пропорциональное значению диспер- 45 сии выходного сигнала датчика 1 в соответствующей полосе частот. Электрические сигналы с выходов блоков 4 поступают на входы соответствующих блоков 5, на выходе каждого из которых действует электри- 50 ческое напряжение, пропорциональное только переменной составляющей сигнала, поступающего на вход этого блока 5. Электрические сигналы с выходов блоков 5 поступают на входы соответствующих блоков

6, идентичных блокам 4, На выходе каждого из блоков 6 действует электрическое напряжение, пропорциональное дисперсии выходного сигнала соответствующего блока 4, т,е. дисперсии случайной величины Яь тождественно равной соответствующему элементу Сл главной диагонали ковариационной матрицы, построенной для случайных величин St(i = 1...N). Электрические сигналы с выходов блоков 6 поступают на соответствующие входы сумматора 7, на выходе которого действует напряжение, пропорциональное следу Tr ковариационной матрицы. Указанное напряжение подают на вход блока 8 сигнализации. В блоке

8 происходит сравнение текущей величины входного сигнала с пороговым значением, Величину порога срабатывания блока 8 рассчитывают заранее, до ввода в эксплуатацию предлагаемого устройства. Для этого производят измерения акустического шума, распространяющегося в теплоносителе, когда кипения последнего заведомо нет. После срабатывания порогового устройства, входящего в состав блока 8, последний подает соответствующие сигналы оператору либо посылает их в систему автоматизированного технологического контроля и управления. Срабатывание указанного порогового устройства означает, что зарегистрировано локальное кипение теплоносителя.

Усилитель 2, полосовые фильтры 3, интеграторы, входящие в состав блоков 4 и 6, блоки 5 и сумматор 7 могут быть реализованы на основе операционных усилителей в интегральном исполнении, например, 140УДОА.

Блоки 5 в простейшем случае могут представлять собой разделительные RC-цепочки, а квадраторы, входящие а состав блоков 4 и 6 могут быть реализованы на основе балансных модуляторов в интегральном исполнении, например, 1МА401.

Устройство выгодно отличается от прототипа тем, что позволяет осуществлять надежную сигнализацию о возникновении локального кипения теплоносителя. В предлагаемом устройстве акустический контроль осуществляется на основе определения такового информативного признака (след ковариацонной матрицы случайных величин St), который характеризует качественное отличие а целом частотного спектра шума, распространяющегося в теплоносителе без наличия локального кипения, от частотного спектра шума, регистрируемого после возникновения локального кипения. Повышение надежности сигнализации о возникновении локального кипения по-. вышает надежность теплоэнергетической установки в целом, 1813974

Составитель В. Роговский

Редактор А. Рожкова Техред M. Моргентал Корректор С, Юско

Заказ 1822 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство сигнализации о возникновении кипения теплоносителя. содержащее акустический датчик, соединенный с усилителем, выход которого подсоединен к полосовому фильтру, подключенному к входу блока определения дисперсии,.выполненного в виде последовательно соединенных квадратора и интегратора, и блок сигнализации,отличающееся тем,что,сцелью повышения надежности, оно содержит блок выделения переменной составляющей сигнала, второй блок определения дисперсии, сумматор, имеющий N входов и один выход, и N-1 цепочек из последовательно соединенных полосового фильтра, первого блока

5 определения дисперсии, блока выделения переменной составляющей сигнала и второго блока определения дисперсии, причем входы цепочек подключены к выходу усилителя, выходы вторых блоков определения

10 дисперсии подключены к входам сумматора, а выход сумматора подключен к блоку сигнализации.