【正文】 凝器的水的流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水位調(diào)節(jié)的目的。 穩(wěn)壓器作為調(diào)節(jié)器的動(dòng)力源，在水位調(diào)節(jié)過程中起著重要的作 用。目前許多水位調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)都是利用 水位的波動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)電位信號，以此來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，這就存 在著這樣的問題，當(dāng)電器組件發(fā)生故障時(shí)，該設(shè)備就不能正常工作。 該水位調(diào)節(jié)器與以往的水位調(diào)節(jié)裝置有著顯著得區(qū)別。該裝置依靠主冷凝 器內(nèi)水位變化產(chǎn)生一個(gè)差壓信號，利用差壓信號驅(qū)動(dòng)調(diào)控節(jié)流管上下 運(yùn)動(dòng)，引起調(diào) 節(jié)閥閥桿的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā) 生變化， 從而帶動(dòng)閥 頭上下運(yùn)動(dòng) ， 實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)閥開度，合理分配通往熱阱和冷凝器的水的流量，維持 主冷凝器內(nèi)的 水位在正常 水位。 因此，可以說電動(dòng)式水位調(diào)節(jié)器和機(jī)械式水位調(diào)節(jié)器將長期共存。電 動(dòng)式水位調(diào)節(jié)裝置與機(jī)械式水位調(diào)節(jié)裝置相比有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，并有 逐漸取代機(jī)械式水位調(diào)節(jié)裝置的趨勢，但這并不代表機(jī)械式水位調(diào)節(jié) 6 哈爾濱 L程大學(xué)碩士學(xué)位論文 裝置不再具有生命力。因此，必須解決好電動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)生故障時(shí)水位的正 常調(diào)節(jié)這一問題。 現(xiàn)在的蒸汽動(dòng)力裝置主要采用電動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，下面以中船重工 集團(tuán) 704所研究設(shè)計(jì)的電動(dòng)式水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)為例，說明目前電動(dòng)式水 哈爾濱 I．程大學(xué)碩士學(xué)位論文 位調(diào)節(jié)器的發(fā)展趨勢“”“”” 。電動(dòng)式水位調(diào)節(jié)器由于具有調(diào)節(jié)速度快、 反應(yīng)靈敏等特性，得到 了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。該水 位調(diào)節(jié)裝置在自動(dòng)調(diào)節(jié)的同時(shí)，又兼 具手動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，在特殊工況或者故障情況也可保證該裝置的正常 工作。隨著科學(xué)的進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展，各種先進(jìn)的控制手 段的不斷涌現(xiàn)，水位調(diào)節(jié)方式也發(fā)生了很大的變化，調(diào)節(jié)方式變得更 加簡單易行，調(diào)節(jié)效果更加可靠，調(diào)節(jié)手段也更加豐富。 液位信號的轉(zhuǎn)換部分將液位信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號，通常為電信號或 壓力信號，如差壓變送器和本文中提到的噴嘴擋板機(jī)構(gòu)。 1． 2． 2液位調(diào)節(jié)器主要組成部分 調(diào)節(jié)器的主要組成部分有：液位信號的測量部分，液位信號的轉(zhuǎn) 換部分、信 號放大部分，執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成”168。機(jī)械式是一種完全不同于電動(dòng) 式的調(diào)節(jié)方式，目前來看，機(jī)械式主要分為兩種形式：一種是自能源 的；一種是手動(dòng)的?？肯蛉萜髋湃胍后w來保持液位的稱為供給式調(diào)節(jié) 器；靠從容器向外排出液體來保持液位的稱為排出式調(diào)節(jié)器。因此，液位的 控制越來越為人們所關(guān)注，液位控制已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要 問題。簡而言之，就是利用利用水位的變化，雙噴嘴一 擋板 機(jī) 構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)差壓信號，以這個(gè)差壓信號為驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)節(jié)流管，進(jìn)而改 變調(diào)節(jié)閥開度，實(shí)現(xiàn)水位的調(diào)節(jié)。 但是 ，當(dāng)前 的主 冷凝 器水位 調(diào)節(jié) 系統(tǒng) 存在靈 敏 度 差、故障率高、調(diào)節(jié)效果差等缺陷，因此設(shè)計(jì)一種新型的主冷凝器水 位調(diào)節(jié)裝置，改善其水位調(diào)節(jié)特性，提高其工作穩(wěn)定性就顯得異常重 要了。 i：程犬學(xué)碩士學(xué)位論文 水位過低，由于冷凝水的壓力過低，冷凝泵易發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，同時(shí)也 將影響到主冷凝器的除氧效果。主冷凝器就是實(shí)現(xiàn)這一目的的設(shè)備。如果都靠軟化水，則設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用都 很昂貴。本人完全意識到本聲明的法律 結(jié)果由本人承擔(dān)。 關(guān)鍵詞： 調(diào)節(jié)器；噴嘴擋板；節(jié)流管；冷凝器 哈爾濱丁程犬學(xué)碩士學(xué)位論文 ABSTRACT At present． the water level acmodation instrument of the main condenser has some bugs， such as， low sensitivity,bad stability， too large facilities， and difficult to load and maintain． To some extent， it restricts the normal work of the dynamic equipment． For that question above， there is needed to design another water level acmodation instrument to improve the surrounding of the work． The water level acmodation instrument designed in this thesis is pletely new equipment． It has differences in design theory and anization from the past． That instrument is pure mechanic， and it used a way of selfacmodation without any motivity in the entire system operation． During the design course， it effectively bined the muzzle baffle theory with the theory of the throttle pipe control valve， which makes the acmodation instrument fleetness， reliable， and sensitive． Meanwhile， in the course of the concrete design， with the use of the CAD and CAE software， Pro／ e， ANSYS， and FLUENT， it reduce the design difficulty and increase the work efficiency， then provide a new way for the future engineering design． For the sake of identifying if the acmodation instrument designed in the thesis could meet the demand， we built the experience platform on the” 01” steam dynamic instrument in Harbin Engineering University． We experienced on the cold work condition， and verify the acmodation capability of the instrument． Keywords： acmodation instrument； muzzle baffle； throttle pipe； condenser 哈爾濱工程大學(xué) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下， 由作者本人獨(dú)立完成的。該調(diào)節(jié)器是一種純機(jī)械的調(diào)節(jié) 裝景，采用自能源的調(diào)節(jié)方式，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不須外界提 供任何動(dòng)力。 Y 780535 分類號 密級 U D C 編號 工學(xué)碩士學(xué)位論文 主冷凝器水位調(diào)節(jié)器的 設(shè)計(jì)研究 碩士研究生 ： 陳 亮 指導(dǎo)教師 ： 韓偉實(shí) 教授 學(xué)位級別 ： 工學(xué)碩士 學(xué)科、專業(yè) ： 核能科學(xué)與工程 所在單位 ： 動(dòng)力與核能工程學(xué)院 論文提交日期： 20xx年 2月 論文答辯日期： 20xx年 2月 學(xué)位授予單位： 哈爾濱工程大學(xué) 哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘 要 當(dāng)前的主冷凝器水位調(diào)節(jié)裝置存在著靈敏度低、穩(wěn)定性差、設(shè)備 龐大、裝卸維修不便等缺陷， 一 定程度上限制 了動(dòng)力裝置的 正常工作。在該調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)過程中有效的將噴嘴擋板理論和節(jié)流 管調(diào)控式閥門的設(shè)計(jì)理論結(jié)合起來，使得該調(diào)節(jié)器具有快速、可靠、 靈敏度高的特性。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)等的 引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對應(yīng)。 作者 (簽字 )：藍(lán)蠢 日 期：力心年三 月衛(wèi)礦 Et 哈爾濱． L．程大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1章 緒論 1． 1主冷凝器水位調(diào)節(jié)器的研究背景 1． 1． 1主冷凝器簡介 蒸汽動(dòng)力裝置是利用熱源將通過鍋爐和蒸發(fā)器的水加熱為蒸汽， 利用蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)螺旋槳或發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)驅(qū) 動(dòng)船舶運(yùn)動(dòng)或發(fā)電的目 的 。通過汽輪機(jī)的高溫高壓蒸汽做功后，蒸汽參數(shù)發(fā)生很大的變 化，整個(gè)乏汽所占據(jù)的空間非常驚人，如果不加以利用的話，僅僅是 排出乏汽也是一項(xiàng)很重的負(fù)擔(dān)，特別是在核潛艇上，將大大降低其隱 蔽性，削弱戰(zhàn)斗力。 1． 1． 2主冷凝器水位調(diào)節(jié)的意義 主冷凝器是蒸汽動(dòng)力裝置中的重要設(shè)備，在熱力循環(huán)中起到了冷 源的作用” 1。所以必須保持主冷凝器中的水位在一 個(gè)合理范圍內(nèi)，只有這樣才能保證主冷凝器的正常工作。 本論文就是針對目前主冷凝器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的一 些問題，提出一種新型的主冷凝器水位調(diào)節(jié)方案。 1． 2液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的概述 在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，對液位進(jìn)行控制的場所隨處可見。伴隨這一問題的出現(xiàn)，涌現(xiàn)出種類繁多的液位調(diào)節(jié)器。本課題 哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文 所設(shè)計(jì)的水位調(diào)節(jié)器就是屬于供給式液位調(diào)節(jié)器。自能源常用于比較龐大的設(shè)備的液位控制，特別 是一些大的調(diào)節(jié)閥公稱直徑高達(dá)數(shù)米，此時(shí)依靠人力進(jìn)行控制難以實(shí) 現(xiàn)的?！薄?68。信號的放大 部分通過相應(yīng)的信號放大器將轉(zhuǎn)換過來的電信號或壓力信號放大至一 定程度，直至可以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。目前的主冷 凝器水位調(diào)節(jié)器研究和使用主要分為兩個(gè)方向：機(jī)械式和電動(dòng)式兩種。該水位調(diào)節(jié)器利用浮予來反映水位的變化，浮子與調(diào)節(jié)閥的執(zhí) 行機(jī)構(gòu)通過連桿直接相連，利用浮子的位置變化帶動(dòng)閥頭的運(yùn)動(dòng)，改 變閥的開度，實(shí)現(xiàn)流量的合理分配，最終實(shí)現(xiàn)水位的調(diào)節(jié)。早一點(diǎn)的電動(dòng)式水位調(diào)節(jié)器以前蘇聯(lián)“尤里安” 號船上鍋爐所采用的 PI調(diào)節(jié)連續(xù)給水控制系統(tǒng)為例，其工作原理如圖 1． 3所示： 圖 l‘ 3 PI調(diào)節(jié)連續(xù)給水系統(tǒng)的水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖 從原理圖可以看出，傳感器發(fā)出水位信號，水位信號經(jīng)過變送， 轉(zhuǎn)換成電信號的形式，電信號經(jīng)過放大，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)給水調(diào)節(jié)閥以 及給水泵動(dòng)作保證水位的平衡穩(wěn)定。該調(diào)節(jié)器工作原理如圖 1． 4所示： 差壓變送器用來測量冷凝器內(nèi)的水位，位移傳感器向調(diào)節(jié)器傳送 顯示負(fù)荷變化的位移信號，調(diào)節(jié)器利用差壓變送器傳送的水位信號和 位移信號進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生一個(gè)電信號，該電信號經(jīng)過放大處 理，輸出 到電動(dòng)操作器，控制電動(dòng)操作器動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)流量的合理分配，最 終實(shí)現(xiàn)水位的調(diào)節(jié)。此外，電子器件對工作環(huán)境的要求較為苛刻，而且 抗干擾 性差，設(shè)備造價(jià)昂貴這都是影響其進(jìn)～步發(fā)展的因素 C2“。在一些特殊的場所，由于電動(dòng)式水位調(diào)節(jié)器自 身存在著抗干擾性差、對環(huán)境的依賴性強(qiáng)等缺陷，通常采用機(jī)械式調(diào) 節(jié)方法。我 們擬設(shè)計(jì)的水位調(diào)節(jié)器就是一種完全機(jī)械的，自能源的水位調(diào)節(jié)器。因此 ，只要冷 凝器內(nèi)的水 位發(fā)生變化 ， 該調(diào)節(jié)裝置就自發(fā)的進(jìn)行工作。在設(shè)計(jì)過 程中，吸取了 節(jié)流管調(diào)控 式閥門和噴 嘴一擋板 閥的優(yōu)點(diǎn)， 有效的將兩 種 閥門設(shè)計(jì)思想結(jié)合起來，提出了一種全新的水位調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)理念。 在噴嘴一擋板發(fā)訊器中徹底解決了這一問題，利用穩(wěn)壓器提供穩(wěn)定的壓 力源在水位變化時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)壓差信號作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力。穩(wěn)壓器負(fù)責(zé)向雙噴嘴一擋板發(fā)訊器提供穩(wěn)定壓力的水，作為調(diào)節(jié)閥 驅(qū)動(dòng)力的來源。本調(diào)節(jié)器最顯著的特點(diǎn) 是三通調(diào)節(jié)閥利用節(jié)流管來進(jìn)行調(diào)控，這與以往的調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 有著顯著的區(qū)別。對于提高設(shè)計(jì)水平，降低工作強(qiáng)度起著重要的作 用。 在設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上，加工出實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。由于噴嘴擋板閥具有靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、不易堵塞和所 需的機(jī)電控制元件少等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。 2． 2單噴 嘴擋板的原理 圖 2． 1單噴嘴擋板閥的工作原理圖 圖 2． 1所示的是單噴嘴擋板閥的工作原理圖。一固定節(jié)流口的流量系數(shù)： 4一固 定節(jié)流口的通流面積， A。 =0，由式 (22)可得 斟 +c器， 2]_l ∽ s， 其曲線示于圖 2． 2上。 o12 如果取這一點(diǎn)作為零位，即 Xf=0， z=x。 利用 MATLAB繪制其壓力一流量曲線如圖 2．