【正文】 。后 ∽zz，‰=亂10_囂 (2—23)K：一絲I：一C,∥死DNx；o (2—24)?！?。．．．．．。式(216)和(217)在零位的線性化表達式為：△Qj，咆加。將P。可用下列方法做哈爾濱T程大學(xué)碩士學(xué)位論文出壓力一流量曲線，選定一個x，39。厶1／虧‘n一只)(215)利用式(28)，則以上方程可簡化為QL39。 ?！?。增 大噴嘴孔直徑D。烈“礦蛾莎 ∽㈣哈爾濱．E程大學(xué)碩士學(xué)位論文‰2孰2：e。利用MATLAB繪制其壓力一流量曲線如圖2．3所示。o12如果取這一點作為零位，即Xf=0，z=x。=0，由式(22)可得斟+c器，2]_l ∽s，其曲線示于圖2．2上。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。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。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 需的機電控制元件少等特點而被廣泛應(yīng)用。在設(shè)計完成的基礎(chǔ)上，加工出實驗樣機。對于提高設(shè)計水平，降低工作強度起著重要的作 用。本調(diào)節(jié)器最顯著的特點 是三通調(diào)節(jié)閥利用節(jié)流管來進行調(diào)控，這與以往的調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動機構(gòu) 有著顯著的區(qū)別。穩(wěn)壓器負責(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)動力的來源。 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 力源在水位變化時產(chǎn)生的一個壓差信號作為執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動力。在設(shè)計過 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，有效的將兩種 閥門設(shè)計思想結(jié)合起來，提出了一種全新的水位調(diào)節(jié)器設(shè)計理念。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)的進行工作。我 們擬設(shè)計的水位調(diào)節(jié)器就是一種完全機械的，自能源的水位調(diào)節(jié)器。在一些特殊的場所，由于電動式水位調(diào)節(jié)器自 身存在著抗干擾性差、對環(huán)境的依賴性強等缺陷，通常采用機械式調(diào) 節(jié)方法。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)備造價昂貴這都是影響其進～步發(fā)展的因素C2“。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 位移信號進行計算，產(chǎn)生一個電信號，該電信號經(jīng)過放大處理，輸出 到電動操作器，控制電動操作器動作，從而實現(xiàn)流量的合理分配，最 終實現(xiàn)水位的調(diào)節(jié)。早一點的電動式水位調(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)動電動給水調(diào)節(jié)閥以 及給水泵動作保證水位的平衡穩(wěn)定。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) 行機構(gòu)通過連桿直接相連，利用浮子的位置變化帶動閥頭的運動，改 變閥的開度，實現(xiàn)流量的合理分配，最終實現(xiàn)水位的調(diào)節(jié)。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方向：機械式和電動式兩種。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)動執(zhí)行機構(gòu)運動?！薄?68。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)閥公稱直徑高達數(shù)米，此時依靠人力進行控制難以實 現(xiàn)的。本課題哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文所設(shè)計的水位調(diào)節(jié)器就是屬于供給式液位調(diào)節(jié)器。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。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，對液位進行控制的場所隨處可見。本論文就是針對目前主冷凝器水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)在運行中存在的一 些問題，提出一種新型的主冷凝器水位調(diào)節(jié)方案。所以必須保持主冷凝器中的水位在一 個合理范圍內(nèi)，只有這樣才能保證主冷凝器的正常工作。1．1．2主冷凝器水位調(diào)節(jié)的意義主冷凝器是蒸汽動力裝置中的重要設(shè)備，在熱力循環(huán)中起到了冷 源的作用”1。通過汽輪機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 排出乏汽也是一項很重的負擔(dān)，特別是在核潛艇上，將大大降低其隱 蔽性，削弱戰(zhàn)斗力。作者(簽字)：藍蠢日 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)動汽輪機轉(zhuǎn)動，進而帶動螺旋槳或發(fā)電機組轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)驅(qū) 動船舶運動或發(fā)電的目的 。有關(guān)觀點、方法、數(shù)據(jù)和文獻等的 引用已在文中指出，并與參考文獻相對應(yīng)。在該調(diào)節(jié)器的設(shè)計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。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)計研究碩士研究生 ： 陳 亮 指導(dǎo)教師 ： 韓偉實 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 ： 動力與核能工程學(xué)院 論文提交日期： 2005年2月 論文答辯日期： 2005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力裝置的正常工作。該調(diào)節(jié)器是一種純機械的調(diào)節(jié) 裝景，采用自能源的調(diào)節(jié)方式，在整個系統(tǒng)運行過程中，不須外界提 供任何動力。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ABSTRACTAt present．the water level acmodation instrument of the maincondenser 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 organization 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 muzzlebaffle theory with the theory of the throttle pipe control valve，whichmakes 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， 由作者本人獨立完成的。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。如果都靠軟化水，則設(shè)備投資和運行費用都 很昂貴。主冷凝器就是實現(xiàn)這一目的的設(shè)備。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，同時也 將影響到主冷凝器的除氧效果。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。簡而言之，就是利用利用水位的變化，雙噴嘴一擋板機 構(gòu)產(chǎn)生一個差壓信號，以這個差壓信號為驅(qū)動力驅(qū)動節(jié)流管，進而改 變調(diào)節(jié)閥開度，實現(xiàn)水位的調(diào)節(jié)。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)中的一個重要 問題。靠向容器排入液體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。機械式是一種完全不同于電動 式的調(diào)節(jié)方式，目前來看，機械式主要分為兩種形式：一種是自能源 的；一種是手動的。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)行機構(gòu)等組成”168。 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構(gòu)。隨著科學(xué)的進步和技術(shù)發(fā)展，各種先進的控制手 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。該水位調(diào)節(jié)裝置在自動調(diào)節(jié)的同時，又兼 具手動調(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。電動式水位調(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。現(xiàn)在的蒸汽動力裝置主要采用電動調(diào)節(jié)的方式，下面以中船重工 集團704所研究設(shè)計的電動式水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)為例，說明目前電動式水哈爾濱I．程大學(xué)碩士學(xué)位論文位調(diào)節(jié)器的發(fā)展趨勢“”“”” 。因此，必須解決好電動調(diào)節(jié)發(fā)生故障時水位的正 常調(diào)節(jié)這一問題。電 動式水位調(diào)節(jié)裝置與機械式水位調(diào)節(jié)裝置相比有著顯著的優(yōu)點，并有 逐漸取代機械式水位調(diào)節(jié)裝置的趨勢，但這并不代表機械式水位調(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，可以說電動式水位調(diào)節(jié)器和機械式水位調(diào)節(jié)器將長期共存。該裝置依靠主冷凝 器內(nèi)水位變化產(chǎn)生一個差壓信號，利用差壓信號驅(qū)動調(diào)控節(jié)流管上下 運動，引起調(diào)節(jié)閥閥桿的運動狀態(tài)發(fā)生變化，從而帶動閥頭上下運動， 實現(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。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。目前許多水位調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動機構(gòu)都是利用 水位的波動產(chǎn)生一個電位信號，以此來控制執(zhí)行機構(gòu)的運動，這就存 在著這樣的問題，當(dāng)電器組件發(fā)生故障時，該設(shè)備就不能正常工作。穩(wěn)壓器作為調(diào)節(jié)器的動力源，在水位調(diào)節(jié)過程中起著重要的作用。三通調(diào)節(jié)閥是水位調(diào)節(jié)器的執(zhí)行機構(gòu)，負責(zé)分配通往熱阱和主冷 凝器的水的流量，進而實現(xiàn)水位調(diào)節(jié)的目的。 同時在調(diào)節(jié)閥的設(shè)計過程中，在理論設(shè)計的基礎(chǔ)上，應(yīng)用了FLUENT、 ANSYS等CAE軟件。在滿足強度要求 的條件下，盡可能降低閥門壁厚，不僅可以節(jié)省材料，降低成本，同 時由于減少了設(shè)備的重量，使安裝、調(diào)試、拆卸和維修都很方便。9哈爾濱丁程大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章 噴嘴一擋板閥設(shè)計的理論基礎(chǔ)2．1概述噴嘴擋板閥是一種通過改變擋板與噴嘴的距離來改變輸出量的 特殊閥門。因此，在下面的內(nèi) 容中，將簡要介紹一下噴嘴擋板閥的原理、工作特性、影響因素以及 設(shè)計中重點解決的問題。 根據(jù)液流的連續(xù)性方程可得負載流量、Qf，=Q．一92 (21)