阅读说明：本技术 一种用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统 (Saturated water loop system for preventing cavitation of circulating pump ) 是由 顾汉洋 刘莉 刘帅 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统,由控制系统接收第一流量计、入口压力传感器和入口温度传感器的数据,计算得到注水系统需要注入的冷水量,并控制注水系统的流量电动调节阀的开度,以确保循环泵输入端处的高温高压水的过冷度达到预设数值。由控制系统接收出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计的数据,计算得到将循环泵输出端的过冷的高温高压水加热到饱和水状态需要的热功率,控制电加热器的功率,以确保排水管路输出端处的高温高压水达到饱和水状态,满足系统工艺要求。整个流程中通过各个传感器、流量电动调节阀和电加热器的配合,有效避免了循环泵的汽蚀现象,解决了现有防汽蚀装置复杂、成本高的问题。(The invention discloses a saturated water loop system for preventing a circulating pump from cavitation, which is characterized in that a control system receives data of a first flowmeter, an inlet pressure sensor and an inlet temperature sensor, calculates the amount of cold water to be injected into a water injection system, and controls the opening of a flow electric regulating valve of the water injection system so as to ensure that the supercooling degree of high-temperature and high-pressure water at the input end of the circulating pump reaches a preset value. The control system receives data of the outlet pressure sensor, the outlet temperature sensor and the outlet flowmeter, calculates to obtain thermal power required for heating the super-cooled high-temperature high-pressure water at the output end of the circulating pump to a saturated water state, and controls the power of the electric heater to ensure that the high-temperature high-pressure water at the output end of the drainage pipeline reaches the saturated water state, so that the technological requirements of the system are met. Through the cooperation of each sensor, flow electric control valve and electric heater in the whole flow, effectively avoided the cavitation phenomenon of circulating pump, solved current anti-cavitation device complicacy, problem with high costs.)

一种用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统

技术领域

本发明属于高温高压水循环系统防汽蚀技术领域，尤其涉及一种用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统。

背景技术

高温高压饱和水循环回路常用于核能、化工、制药等领域。高温高压饱和水回路通过循环泵运转进行循环，饱和状态的高温水进入循环泵会产生汽蚀现象，汽蚀对泵的损坏和寿命影响非常大，产生高强度的冲击波，冲击叶轮和泵壳，发生噪音引起震动。为避免汽蚀发生，通常使循环泵入口处高温水具有一定的过冷度，但这也导致循环泵出口的水无法达到饱和状态，无法满足工艺要求。

工程实际应用中，防汽蚀有蒸汽加压、喷射增压等技术。蒸汽加压是在高温水的收集水罐内加压，以提高水泵入口压强，这种方式提高了集水罐内的压力，对高温水流入集水罐有较大影响，使系统并不能有效地运行，且需要损失部分动力蒸汽。喷射增压方式较多地应用于实际。但目前的喷射增压装置由于受到输送背压及喷射器结构影响，运行状态不稳定，回流压力变化、回流量较大且需要经常调整，也存在喷射器效率低、增压效果不佳及喷射器内部汽蚀等缺点。另外，传统的离心泵抗汽蚀装置主要以安装诱导轮、调节泵的安装高度和泵的进口尺寸为主。这些装置既增加了成本又降低了工作效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统，以解决现有防汽蚀装置复杂成本高的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统，包括注水系统、饱和水回路系统和控制系统；

所述饱和水回路系统包括回水管路、汇合管路、排水管路、循环泵，以及设于所述回水管路上的第一流量计，设于所述汇合管路上的入口压力传感器、入口温度传感器，设于所述排水管路的出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计、电加热器；

所述回水管路的输入端与外部系统连通，所述回水管路的输出端与所述汇合管路的输入端连通，所述汇合管路的输出端与所述循环泵的输入端连通，所述循环泵的输出端与所述排水管路的输入端连通，所述排水管路的输出端与外部系统连通；所述出口压力传感器、所述出口温度传感器和所述出口流量计均设于所述排水管路的输入端与所述电加热器之间；

所述注水系统包括注水管路、补水水箱以及设于所述注水管路上的柱塞泵、流量电动调节阀；所述注水管路的输入端与所述补水水箱的输出端连通，所述注水管路的输出端与所述回合管路的输入端连通；所述柱塞泵设于所述注水管路的输出端与所述流量电动调节阀之间；

所述第一流量计、入口压力传感器、入口温度传感器、出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计、流量电动调节阀均与所述控制系统电信号连接；所述控制系统用于接收处理所述第一流量计、入口压力传感器、入口温度传感器的数据并控制所述流量电动调节阀的开度；所述控制系统用于接收处理所述出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计的数据并控制所述电加热器的功率。

本发明的用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统，所述注水系统还包括设于所述注水管路上的注水温度传感器、注水压力传感器、第二流量计；所述注水温度传感器、所述注水压力传感器和所述第二流量计均设于所述柱塞泵与所述流量电动调节阀之间；且注水温度传感器、所述注水压力传感器和所述第二流量计均与所述控制系统电信号连接。

本发明的用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统，所述饱和水回路系统还包括设于所述排水管路上的排水压力传感器和排水温度传感器；所述排水压力传感器和所述排水温度传感器均设于所述电加热器与所述排水管路的输出端之间；且所述排水压力传感器和所述排水温度传感器均与所述控制系统电信号连接。

本发明的用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统，控制系统包括数据采集卡、控制终端，所述数据采集卡用于接收所述第一流量计、入口压力传感器、入口温度传感器、出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计、注水温度传感器、注水压力传感器、第二流量计、排水压力传感器和排水温度传感器的数据并传输至所述控制终端；所述控制终端用于处理接收的数据并控制所述拉链电动调节阀的开合和所述电加热器的功率。

本发明的用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统，柱塞泵为高压柱塞泵。

本发明的用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统，所述回水管路的输入端处还设有回水压力传感器。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明一实施例通过设置在饱和水回路系统的回水管路和汇合管路上设置第一流量计、入口压力传感器和入口温度传感器，并在汇合管路的输入端设置注水系统，由控制系统接收第一流量计、入口压力传感器和入口温度传感器的数据并处理后控制注水系统的流量电动调节阀的开度，以确保循环泵的输入端处的高温高压水的过冷度达到预设数值；还在排水管路上设置出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计和电加热器，由控制系统接收出口压力传感器、出口温度传感器、出口流量计的数据并处理后控制电加热器的功率，以确保排水管路的输出端处的高温高压水达到饱和水状态。整个流程中通过各个传感器、流量电动调节阀和电加热器的配合，有效避免了循环泵的汽蚀现象，确保输出的高温高压水达到饱和水状态，解决了现有防汽蚀装置复杂、成本高、工作效率低的问题。

附图说明

图1为本发明的用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统的示意图。

附图标记说明：1：补水水箱；2：柱塞泵；3：注水温度传感器；4：注水压力传感器；5：第二流量计；6：流量电动调节阀；7：入口压力传感器；8：入口温度传感器；9：循环泵；10：出口压力传感器；11：出口温度传感器；12：出口流量计；13：电加热器；14：排水压力传感器；15：排水温度传感器；16：排水管路；17：回水管路；18：压力传感器；19：第一流量计；20：注水管路；21：汇合管路；22：数据采集卡；23：电脑。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图1，在一个实施例中，一种用于防止循环泵汽蚀的饱和水回路系统，包括注水系统、饱和水回路系统和控制系统。

其中，饱和水回路系统包括回水管路17、汇合管路21、排水管路16、循环泵9，以及设于回水管路17上的第一流量计19，设于汇合管路21上的入口压力传感器7、入口温度传感器8，设于排水管路16的出口压力传感器10、出口温度传感器11、出口流量计12、电加热器13。回水管路17的输入端与外部系统连通，回水管路17的输出端与汇合管路21的输入端连通，汇合管路21的输出端与循环泵9的输入端连通，循环泵9的输出端与排水管路16的输入端连通，排水管路16的输出端与外部系统连通。出口压力传感器10、出口温度传感器11和出口流量计12均设于排水管路16的输入端与电加热器13之间。

注水系统包括注水管路20、补水水箱1以及设于注水管路20上的柱塞泵2、流量电动调节阀6。注水管路20的输入端与补水水箱1的输出端连通，注水管路20的输出端与回合管路的输入端连通。柱塞泵2设于注水管路20的输出端与流量电动调节阀6之间。

第一流量计19、入口压力传感器7、入口温度传感器8、出口压力传感器10、出口温度传感器11、出口流量计12、流量电动调节阀6均与控制系统电信号连接。控制系统用于接收处理第一流量计19、入口压力传感器7、入口温度传感器8的数据并控制流量电动调节阀6的开度。控制系统用于接收处理出口压力传感器10、出口温度传感器11、出口流量计12的数据并控制电加热器13的功率。

通过设置在饱和水回路系统的回水管路17和汇合管路21上设置第一流量计19、入口压力传感器7和入口温度传感器8，并在汇合管路21的输入端设置注水系统，确保循环泵9输入端的高温高压水有一定的过冷度，防止循环泵9的汽蚀危害，由控制系统接收第一流量计19、入口压力传感器7和入口温度传感器8的数据，即高温高压循环水流量、压力和温度，根据上述三个物理量和预设的循环泵9输入端的过冷度计算得到注水系统需要注入的冷水量，并控制注水系统的流量电动调节阀6的开度，以确保循环泵9的输入端处的高温高压水的过冷度达到预设数值。还在排水管路16上设置出口压力传感器10、出口温度传感器11、出口流量计12和电加热器13，由控制系统接收出口压力传感器10、出口温度传感器11、出口流量计12的数据，即循环泵9输出端高温高压水的流量、压力和温度，根据上述三个物理量计算得到需要将循环泵9输出端的过冷的高温高压水加热到饱和水状态需要的热功率，并控制电加热器13的功率，以确保排水管路16的输出端处的高温高压水达到饱和水状态，满足系统工艺要求。整个流程中通过各个传感器、流量电动调节阀6和电加热器13的配合，有效避免了循环泵9的汽蚀现象，确保输出的高温高压水达到饱和水状态，解决了现有防汽蚀装置复杂、成本高、工作效率低的问题。

在本实施例中，注水系统还包括设于注水管路20上的注水温度传感器3、注水压力传感器4、第二流量计5。注水温度传感器3、注水压力传感器4和第二流量计5均设于柱塞泵2与流量电动调节阀6之间。且注水温度传感器3、注水压力传感器4和第二流量计5均与控制系统电信号连接。设置注水温度传感器3、注水压力传感器4可实现对注水管路20内的水温和谁呀的实时监测并输送至控制系统，由控制系统对注水系统的注水量进行相应的调整。设置第二流量计5可对注水管路20的水量输出进行实时监测并反馈至控制系统，控制系统根据反馈对流量电动调节阀6的开度进行相应的调整，以确保循环泵9输入端处高温高压水的过冷度达到预设数值。

在本实施例中，饱和水回路系统还包括设于排水管路16上的排水压力传感器14和排水温度传感器15。排水压力传感器14和排水温度传感器15均设于电加热器13与排水管路16的输出端之间。且排水压力传感器14和排水温度传感器15均与控制系统电信号连接。设置排水压力传感器14和排水温度传感器15可对排水管路16输出端的高温高压水进行实时监测，并反馈至控制系统，由控制系统对电加热器13的功率进行适应性调整，以确保输出的水达到饱和水状态。

在本实施例中，控制系统包括数据采集卡22、控制终端，数据采集卡22用于接收第一流量计19、入口压力传感器7、入口温度传感器8、出口压力传感器10、出口温度传感器11、出口流量计12、注水温度传感器3、注水压力传感器4、第二流量计5、排水压力传感器14和排水温度传感器15的数据并传输至控制终端。控制终端用于处理接收的数据并控制拉链电动调节阀的开合和电加热器13的功率。其中，控制终端为电脑23，数据采集卡22为各个数据的接收端，并由数据采集卡22将数据发送至电脑23，由电脑23进行处理后，输出控制信号至相应的流量电动调节阀6和电加热器13。

进一步地，由于高温高压饱和水循环回路内的水压较高，所以所用的柱塞泵2为高压柱塞泵。

进一步地，回水管路17的输入端还设有回水压力传感器18。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。