專利名稱：蒸汽焓值測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸汽焓值測量裝置。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)的排汽濕度不僅影響機(jī)組的運(yùn)行效率，更會(huì)嚴(yán)重影響到機(jī)組的運(yùn)行安全 性。因此，能夠準(zhǔn)確的測量出汽輪機(jī)的排汽濕度有重要意義。 目前常用的蒸汽濕度測量方法有以下幾種熱力法、氧化鎂薄膜法、捕捉罐法、光 學(xué)法、微波諧振腔微擾測量法、靜電測量方法、電容法等。光學(xué)法是目前所能測量參數(shù)最為詳盡的方法。但是其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，價(jià)格也很高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，精度 較高而且便于攜帶的蒸汽濕度測量裝置。對(duì)于濕蒸汽，由于其焓值h’與濕度存在下列關(guān)系h' =xh+(1-x) h〃1式中X為蒸汽濕度，h為同溫度/壓力下飽和水焓，h”為濕蒸汽溫度下飽和蒸汽 焓因此如果能夠精確測量出濕蒸汽的焓值，那么其濕度就可以計(jì)算出來了，這就將 濕度測量轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝手档臏y量了。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為設(shè)計(jì)一種蒸汽焓值測量裝置，包括 水箱、細(xì)管、進(jìn)水管、閥門、溫度計(jì)、水位計(jì)、蒸汽入管以及外保溫層，所述細(xì)管安裝在水箱上 面，一端與水箱相連接，另一端通過閥門與進(jìn)水管相連接；水位計(jì)安裝在細(xì)管內(nèi)；蒸汽入管 通過閥門安裝在在水箱的側(cè)面；水箱內(nèi)安裝多個(gè)溫度計(jì)，整個(gè)裝置外部包覆有保溫層。在測量過程中，利用水箱內(nèi)的水來吸收從汽輪機(jī)中抽取的蒸汽，此時(shí)水的溫度會(huì) 上升，體積也會(huì)變大，這一方面是因?yàn)檎羝Y(jié)成水增加了水的體積，另一方面水溫上升也 使得水體積發(fā)生膨脹。那么通過溫度計(jì)可以測量出水箱內(nèi)的水溫變化值，也就可以算出水 吸收的蒸汽焓值；另一方面，通過細(xì)管內(nèi)的水位計(jì)可以測出在水溫升高過程中的體積膨脹 值，這個(gè)膨脹值扣去水箱內(nèi)原有水的體積膨脹值后，所得即為蒸汽凝結(jié)水的體積值，再根據(jù) 水的密度計(jì)算出蒸汽凝結(jié)水的質(zhì)量，從而確定出單位質(zhì)量的蒸汽焓值，也就實(shí)現(xiàn)了蒸汽焓 值的測量。本發(fā)明在測量過程中可以不影響汽輪機(jī)的運(yùn)行，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、便于攜帶以 及精度在3%以內(nèi)的特點(diǎn)。


附圖是蒸汽焓值測量裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。1、5——閥門2、7——溫度計(jì)3——水箱4一一蒸汽入管6——保溫層8——細(xì) 管9——水位計(jì)10——進(jìn)水管在附圖所示的蒸汽焓值測量裝置中，水箱3內(nèi)裝有一定體積的水，細(xì)管8安裝在水 箱3的上面，一端與水箱3相連接，另一端通過閥門1與進(jìn)水管10相連接；水位計(jì)9安裝在 細(xì)管8內(nèi)。蒸汽入管4通過閥門5安裝在在水箱3的側(cè)面。水箱3內(nèi)安裝多個(gè)溫度計(jì)2、7， 整個(gè)裝置外部包覆有保溫層6。下面對(duì)本裝置的測量原理作進(jìn)一步的闡述在開始測量的時(shí)候，首先利用進(jìn)水管 10將整個(gè)裝置內(nèi)充滿水后，關(guān)閉閥門1，利用真空泵通過蒸汽入管4以及閥門5將細(xì)管8內(nèi) 的部分水抽出后關(guān)閉閥門5，此時(shí)裝置內(nèi)的水即為初始水體積％。事實(shí)上，Vtl應(yīng)該包含水箱 3容積、蒸汽入口閥門5與水箱3之間的接口容積以及細(xì)管8中的充水部分容積三個(gè)容積之 和。這樣，細(xì)管8的上部沒有水填充的部分將會(huì)被低壓飽和蒸汽所充滿，此時(shí)利用水位計(jì)9 記錄細(xì)管8內(nèi)部的水位并利用溫度計(jì)2、7記錄水溫度 ；。在測量水溫度的時(shí)候，采用多點(diǎn) 測量取平均值的方式來進(jìn)行，以提高測量精度。將蒸汽入管4與汽輪機(jī)汽缸表面的接口緊密連結(jié)并抽真空，然后打開聯(lián)結(jié)閥門5， 由于水箱內(nèi)水溫度低于汽缸內(nèi)的溫度，所以蒸汽的飽和壓力也會(huì)低于汽缸內(nèi)壓力，因此在 壓差的作用下，一定溫度和壓力下的濕蒸汽將流入水箱3與水混合并加熱水。經(jīng)過一定時(shí)間后，假定水箱3內(nèi)水溫度平均升高到T1,而細(xì)管8內(nèi)水位升高了 1， 根據(jù)能量守恒mo^i^+q = m(h'-h1)2a如果忽略物性參數(shù)的變化，可以寫成m0c (T「T0)+q = mh' -HicT12b式中Hitl為水箱3內(nèi)水的質(zhì)量，Ii1為加熱后水焓，h0為加熱前水焓，c為水的比熱， T0為加熱前水溫度，T1為加熱后水溫度，m為濕蒸汽的質(zhì)量，h’為濕蒸汽焓值，q為裝置總 散熱式1中的mQ可以計(jì)算出來m0 = P0V03式中P0為水的初始密度，V0為水的初始體積而濕蒸汽的質(zhì)量m可以通過下式計(jì)算m = P1V1- P0V0 4式中ρ工為加熱后水密度，V1為加熱后水的體積而V1 = V0＋sl5式中s為細(xì)管8的截面積，1為加熱后細(xì)管8內(nèi)水位的上升高度將2、3式代入1式后可得 或者寫成
裝置向環(huán)境的散熱可以用下式計(jì)算 因?yàn)榄h(huán)境溫度以及水箱3內(nèi)的水溫度變化差異較小，因此可以忽略物性變化帶來 的影響，并且可以假定水箱3內(nèi)水溫度均勻上升，所以7式可以整理成q=tk(T1/2+T0/2-T)式中t為試驗(yàn)時(shí)間，k為總散熱系數(shù)，T為環(huán)境溫度在7與8式中的散熱系數(shù)k可以由下式計(jì)算 或者 式中m’為水箱3內(nèi)的水質(zhì)量，Δ T為水與外界環(huán)境的溫差也就是說，在水箱3內(nèi)裝入一定量的熱水，通過測量熱水溫度降低的速度，就可以 利用8式計(jì)算出系統(tǒng)的散熱系數(shù)k(包括了系統(tǒng)總表面積因素)了，這可由制造廠家進(jìn)行標(biāo)定。根據(jù)式6與8，由于水和水蒸氣的物性參數(shù)如比熱和密度等可以查表確定；Vpk以 及s等參數(shù)可以由廠家標(biāo)定，那么現(xiàn)場需要測量的參量有以下5個(gè)T、T0, T1,1、t。而如果整個(gè)裝置保溫良好，同時(shí)試驗(yàn)時(shí)間又較短，那么試驗(yàn)過程中的熱損失q可 以忽略不計(jì)，此時(shí)6式變成 或者寫成 那么只需要現(xiàn)場測量出TQ、T1, 1，即可以通過IOb式算出蒸汽的焓值，從而再利用 1式計(jì)算出蒸汽的濕度X。本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其它各種 形式的產(chǎn)品。但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是與本發(fā)明相同或相近似的技術(shù)方 案，均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種蒸汽焓值測量裝置，其特征在于，包括水箱、細(xì)管、進(jìn)水管、閥門、溫度計(jì)、水位計(jì)、蒸汽入管以及外保溫層，所述細(xì)管安裝在水箱上面，一端與水箱相連接，另一端安裝有進(jìn)水閥門；細(xì)管內(nèi)安裝水位計(jì)；水箱的側(cè)面安裝有蒸汽閥門，蒸汽閥門另一端與蒸汽入管相連接；水箱內(nèi)安裝多個(gè)溫度計(jì)，整個(gè)裝置外部包覆有保溫層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽焓值測量裝置，其特征在于，所述細(xì)管為直管或螺旋管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽焓值測量裝置，其特征在于，所述細(xì)管為的等截面細(xì)管 或者變截面細(xì)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽焓值測量裝置，其特征在于，所述水箱內(nèi)安裝多個(gè)溫度計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蒸汽焓值測量裝置，包括水箱、細(xì)管、進(jìn)水管、閥門、溫度計(jì)、水位計(jì)、蒸汽入管以及外保溫層。細(xì)管安裝在水箱的上面，一端與水箱相連接，另一端通過閥門與進(jìn)水管相連接；細(xì)管內(nèi)安裝水位計(jì)。蒸汽入管通過閥門安裝在在水箱的側(cè)面。水箱內(nèi)安裝多個(gè)溫度計(jì)，整個(gè)裝置外部包覆有保溫層。本發(fā)明通過測量水箱內(nèi)水的溫度變化以及細(xì)管內(nèi)的水位變化來實(shí)現(xiàn)測量通過蒸汽入管內(nèi)流進(jìn)水箱內(nèi)的蒸汽焓值，從而再進(jìn)一步利用蒸汽焓值測量出蒸汽的濕度。具有精度滿足要求、結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01K17/00GK101839874SQ200910080278
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者李建鋒 申請(qǐng)人:李建鋒