×
10.06.2016
216.015.4886

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГАЗОВОЙ МАГИСТРАЛИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002587021
Дата охранного документа
10.06.2016
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к устройствам регулирования давления в газовой магистрали с помощью турбодетандеров и может быть использовано на газораспределительных станциях для выработки электрической энергии. Устройство содержит газораспределительное устройство, контроллер, датчик давления, турбодетандер, электрический генератор, выпрямитель, инвертор, датчик нагрузки внешней электросети, нагревательные элементы, силовые ключи, датчик нагрузки нагревательных элементов, регулируемый силовой усилитель, сумматор, масштабирующие усилители, блок сравнения, задатчик номинального режима работы турбодетандера. Технический результат - повышение надежности работы устройства посредством обеспечения постоянных параметров режима работы турбодетандера и плавного изменения величины потока газа, проходящего через турбодетандер при существенных перепадах нагрузки в электрической сети. 1 ил.
Основные результаты: Устройство для регулирования давления в газовой магистрали, содержащее газораспределительное устройство, выполненное в виде соединенных с магистралью высокого давления набора труб разного диаметра с установленными на них запорными устройствами, управляемыми через контроллер от датчика давления магистрали низкого давления, соединенного с турбодетандером, нагруженным электрическим генератором переменного тока, последовательно соединенным с регулируемым по напряжению выпрямителем и регулируемым по частоте инвертором, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчик нагрузки внешней электросети, соединенный с выходом регулируемого по частоте инвертора, нагревательные элементы, установленные на каждой из набора труб разного диаметра с силовыми ключами, управляемыми через контроллер, последовательно соединенные дополнительный выпрямитель, датчик нагрузки нагревательных элементов, регулируемый силовой усилитель, силовые ключи и нагревательные элементы, сумматор, первый вход которого через первый масштабирующий усилитель соединен с датчиком нагрузки внешней электросети, а второй - через второй масштабирующий усилитель с датчиком нагрузки нагревательных элементов, блок сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком номинального режима работы турбодетандера, а второй - с выходом сумматора, выход блока сравнения соединен с управляющим входом регулируемого силового усилителя, вход дополнительного выпрямителя соединен с выходом электрического генератора переменного тока.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технике турбостроения, а именно к устройствам регулирования давления в газовой магистрали с помощью турбодетандеров, и может быть использовано на газораспределительных станциях для рекуперации энергии сжатого газа и выработки электрической энергии.

Известно устройство турбодетандера для выработки электроэнергии, где регулирование подачи газа к турбодетандеру и поддержание давления осуществляется при помощи регулирующих вентилей (Патент RU 1822237 С, кл. F25В 11/00, опубл. 19.06.1995).

Недостаток устройства состоит в низкой надежности работы турбодетандера и отсутствие коррекции потока подаваемого газа высокого давления в зависимости от изменения электрической нагрузки сети.

Известна газораспределительная станция с выработкой электроэнергии, содержащая турбодетандеры, каждый из которых включает турбину и расположенный на ее валу электрогенератор и по меньшей мере один нагреватель газа, связанный с входом турбины по меньшей мере одного из турбодетандеров, а выход одного из турбодетандеров соединен с потребительским газопроводом конечного давления (Патент RU 2221192 C2, кл. F17D 1/04, F25В 11/00, опубл. 10.01.2004).

Данное устройство не обеспечивает высокой надежности работы турбодетандера и точности поддержания давления газа в магистрали низкого давления при существенных изменениях диапазонов нагрузки в электрической сети.

Известна система регулирования турбодетандера, установленная на газораспределительной станции между магистралями высокого и низкого давления, содержащая стопорный клапан, выполненный в виде механически связанных друг с другом и пропускающих газ в раздельные отводные линии, регулирующий орган с приводом и датчиком положения, установленный на отводной линии, связывающей стопорный клапан с турбодетандером и байпасный клапан с приводом и датчиком положения, установленный на отводной линии, связывающей стопорный клапан с магистралью низкого давления (Патент RU 2110022 C1, кл. F25В 49/02, опубл. 27.04.1998).

Данное устройство не обеспечивает постоянные параметры режима работы турбодетандера и коррекцию величины потока подаваемого газа высокого давления в зависимости от изменения нагрузки в электрической сети, что снижает точность поддержания давления газа в магистрали низкого давления и надежность работы турбодетандера в условиях возможных существенных изменений диапазонов электрических нагрузок.

Наиболее близким является устройство для регулирования давления в газовой магистрали, содержащее газораспределительное устройство, выполненное в виде соединенных с магистралью высокого давления набора труб разного диаметра с установленными на них запорными устройствами, управляемыми через контроллер от датчика давления магистрали низкого давления, соединенной с турбодетандером, нагруженным электрическим генератором переменного тока, последовательно соединенным с регулируемым по напряжению выпрямителем и регулируемым по частоте инвертором (Патент RU 2223533 С1, кл. F17D 1/04, опубл. 10.02.2004).

Известное устройство не обеспечивает постоянные параметры режима работы турбодетандера и плавное изменение величины потока газа, проходящего через турбодетандер при перепадах нагрузки в электрической сети, что снижает надежность работы устройства в целом.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в повышении надежности работы устройства посредством обеспечения постоянных параметров режима работы турбодетандера и плавного изменения величины потока газа, проходящего через турбодетандер при существенных перепадах нагрузки в электрической сети.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для регулирования давления в газовой магистрали, содержащее газораспределительное устройство, выполненное в виде соединенных с магистралью высокого давления набора труб разного диаметра с установленными на них запорными устройствами, управляемыми через контроллер от датчика давления магистрали низкого давления, соединенной с турбодетандером, нагруженным электрическим генератором переменного тока, последовательно соединенным с регулируемым по напряжению выпрямителем и регулируемым по частоте инвертором, дополнительно введены датчик нагрузки внешней электросети, соединенный с выходом регулируемого по частоте инвертора, нагревательные элементы, установленные на каждой из набора труб разного диаметра с силовыми ключами, управляемыми через контроллер, последовательно соединенные дополнительный выпрямитель, датчик нагрузки нагревательных элементов, регулируемый силовой усилитель, силовые ключи и нагревательные элементы, сумматор, первый вход которого через первый масштабирующий усилитель соединен с датчиком нагрузки внешней электросети, а второй - через второй масштабирующий усилитель с датчиком нагрузки нагревательных элементов, блок сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком номинального режима работы турбодетандера, а второй - с выходом сумматора, выход блока сравнения соединен с управляющим входом регулируемого силового усилителя, вход дополнительного выпрямителя соединен с выходом электрического генератора переменного тока.

На фигуре представлена структура устройства для регулирования давления в газовой магистрали.

Устройство содержит газораспределительное устройство 1, выполненное в виде соединенных с магистралью высокого давления набора труб разного диаметра с установленными на них запорными устройствами 2, управляемыми через контроллер 3 от датчика давления 4 магистрали низкого давления, соединенной с турбодетандером 5, нагруженным электрическим генератором 6 переменного тока, последовательно соединенным с регулируемым по напряжению выпрямителем 7 и регулируемым по частоте инвертором 8, датчик нагрузки внешней электросети 9, подсоединенный к выходу регулируемого по частоте инвертора 8, нагревательные элементы 10, установленные на каждой из набора труб разного диаметра, с силовыми ключами 11, управляемыми через контроллер 3, последовательно соединенные дополнительный выпрямитель 12, датчик нагрузки нагревательных элементов 13, регулируемый силовой усилитель 14 и силовые ключи 11 нагревательных элементов 10, сумматор 15, первый вход которого через первый масштабирующий усилитель 16 соединен с датчиком нагрузки внешней электросети 9, а второй - через второй масштабирующий усилитель 17 с датчиком нагрузки нагревательных элементов 13, блок сравнения 18, первый вход которого соединен с задатчиком номинального режима работы 19 турбодетандера 5, а второй - с выходом сумматора 15.

Устройство для регулирования давления в газовой магистрали работает следующим образом.

Газ магистрали высокого давления через набор труб разного диаметра с установленными на них запорными устройствами 2 газораспределительного устройства 1 поступает в турбодетандер 5 и приводит во вращательное движение электрический генератор 6 переменного тока. Вырабатываемое переменное напряжение выпрямляется на выпрямителе 7 и преобразуется в напряжение промышленной частоты с помощью инвертора 8. Датчик нагрузки внешней электросети 9 вырабатывает напряжение, пропорциональное значению текущей нагрузки внешне электросети.

Поддержание требуемого давления газа при возможных изменениях расхода в магистрали низкого давления датчик давления 4 магистрали низкого давления вырабатывает пропорциональное напряжение, которое обрабатывается контроллером 3 и вырабатываются управляющие воздействия, регулирующие поток газа по отдельным трубам из набора труб с установленными на них запорными устройствами 2. Подогрев газа по каждой трубе производится нагревательными элементами 10.

При стабильной нагрузки внешней электрической сети и постоянном расходе газа вырабатываемая электроэнергия распределяется во внешнюю электросеть и на нагревательные элементы 10 подогрева газа через дополнительный выпрямитель 12, датчик нагрузки нагревательных элементов 13 и регулируемый силовой усилитель 14 в определенной пропорции, задаваемой задатчиком номинального режима работы 19 турбодетандера 5. Напряжение задатчика номинального режима работы 19 турбодетандера 5 на блоке сравнения 18 уравновешивается напряжением сумматора 15, который суммирует нагрузку внешней электросети и нагревательных элементов 10 посредством первого масштабирующего усилителя 16, соединенного с датчиком нагрузки внешней электросети 9 и второго масштабирующего усилителя 17, соединенного с датчиком нагрузки нагревательных элементов 13. В результате турбодетандер 5 работает в номинальном режиме.

В случае снижения нагрузки во внешней электрической сети параметры режима работы турбодетандера 5, и в первую очередь скорость вращения, существенно возрастает, что снижает надежность его работы. Возникает рассогласование между напряжением задатчика номинального режима работы 19 турбодетандера 5 и напряжением сумматора 15 на блоке сравнения 18 за счет снижения нагрузки внешней электросети, формируемой первым масштабирующим усилителем 16, соединенным с датчиком нагрузки внешней электросети 9. Сигнал рассогласования с блока сравнения 18 поступает на регулируемый силовой усилитель 14, который высвободившийся избыток электрической энергии направляет на нагревательные элементы 10. В результате снижение нагрузки во внешней электрической сети компенсируется увеличением нагрузки на нагревателях 10 и параметры режима работы турбодетандера 5 не изменяются и турбодетандер 5 работает в номинальном режиме.

В случае возрастания нагрузки во внешней электрической сети происходят обратные процессы, в результате колебания нагрузки во внешней электрической сети компенсируется изменениями нагрузки на нагревателях 10 и турбодетандер 5 работает в номинальном режиме.

Такое техническое решение обеспечивает повышение надежности работы устройства посредством обеспечения постоянных параметров режима работы турбодетандера и плавного изменения величины потока газа, проходящего через турбодетандер при существенных перепадах нагрузки в электрической сети.

Устройство для регулирования давления в газовой магистрали, содержащее газораспределительное устройство, выполненное в виде соединенных с магистралью высокого давления набора труб разного диаметра с установленными на них запорными устройствами, управляемыми через контроллер от датчика давления магистрали низкого давления, соединенного с турбодетандером, нагруженным электрическим генератором переменного тока, последовательно соединенным с регулируемым по напряжению выпрямителем и регулируемым по частоте инвертором, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчик нагрузки внешней электросети, соединенный с выходом регулируемого по частоте инвертора, нагревательные элементы, установленные на каждой из набора труб разного диаметра с силовыми ключами, управляемыми через контроллер, последовательно соединенные дополнительный выпрямитель, датчик нагрузки нагревательных элементов, регулируемый силовой усилитель, силовые ключи и нагревательные элементы, сумматор, первый вход которого через первый масштабирующий усилитель соединен с датчиком нагрузки внешней электросети, а второй - через второй масштабирующий усилитель с датчиком нагрузки нагревательных элементов, блок сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком номинального режима работы турбодетандера, а второй - с выходом сумматора, выход блока сравнения соединен с управляющим входом регулируемого силового усилителя, вход дополнительного выпрямителя соединен с выходом электрического генератора переменного тока.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГАЗОВОЙ МАГИСТРАЛИ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГАЗОВОЙ МАГИСТРАЛИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 11 items.
27.05.2013
№216.012.450b

Система оптимального управления энергоэффективными когенерирующими установками

Изобретение относиться к области теплоэнергетики и может быть использовано в комбинированных системах теплоэлектроснабжения для повышения эффективности управления когенерирующими установками. Система оптимального управления энергоэффективными когенерирующими установками содержит мини-ТЭС в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483252
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.08.2013
№216.012.64ff

Грузовой контейнер для модуля вооружения и контейнерный комплекс ракетного оружия

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в пусковых установках-контейнерах. Контейнерный комплекс ракетного оружия содержит грузовой контейнер с пусковой установкой (ПУ). Грузовой контейнер содержит жесткие боковые и торцевые стенки, крышу из двух сопрягаемых панелей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491492
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2015
№216.013.79d9

Система управления объектами теплоснабжения

Изобретение относится к системам теплоснабжения населенных пунктов и может быть использовано для регулирования потоков тепловой энергии. Устройство содержит первый контур с источником тепла и блоком управления, сетевой насос с выходом на теплообменник, второй контур, насосы и двигатели,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562782
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.04.2016
№216.015.2ccc

Устройство регулирования турбодетандера

Изобретение относится к устройству регулирования турбодетандера, установленного на газораспределительной станции между магистралями высокого и низкого давления. Устройство содержит стопорный клапан, первый и второй регулирующие органы с приводами и датчиками положения, байпасный клапан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579301
Дата охранного документа: 10.04.2016
13.01.2017
№217.015.66c2

Радиусная коническая передача

Изобретение относится к области машиностроения, к передачам с прямозубыми коническими зубчатыми колесами. Радиусная коническая передача с одинаковой шириной зубчатых венцов для шестерни и зубчатого колеса и общей образующей конусов шестерни и зубчатого колеса включает, соответственно, наружный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592032
Дата охранного документа: 20.07.2016
25.08.2017
№217.015.afdf

Устройство адаптивного регулирования турбодетандера

Изобретение относится к технике турбостроения, а именно к устройствам регулирования турбодетандеров, и может быть использовано на газораспределительных станциях для рекуперации энергии сжатого газа и выработки электроэнергии. Устройство содержит стопорный и байпасный клапаны с приводами и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611120
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.b3fa

Автоматический газоредуцирующий пункт

Изобретение относится к технике распределения природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам редуцирования газа, и может быть использовано для снабжения населенных пунктов, промышленных объектов и отдельных потребителей природным газом от магистральных газопроводов. Автоматический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613772
Дата охранного документа: 21.03.2017
25.08.2017
№217.015.d1d0

Адаптивная система автоматической коррекции работы станций катодной защиты

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для автоматической коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты. Система содержит ведущую и ведомые станции катодной защиты, корректируемые задатчики величины начального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621882
Дата охранного документа: 07.06.2017
26.08.2017
№217.015.e410

Устройство турбодетендера с регулированием давления в газовой магистрали

Изобретение относится к устройствам регулирования давления в газовой магистрали и может быть использовано на газораспределительных станциях. Устройство содержит газораспределительное устройство, турбодетандер, электрический генератор, выпрямитель, инвертор, запорные и нагревательные элементы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626268
Дата охранного документа: 25.07.2017
20.01.2018
№218.016.1210

Устройство регулирования турбодетандера с адаптацией к внешней нагрузке

Изобретение относится к технике турбостроения, а именно к устройствам регулирования турбодетандеров, и может быть использовано на газораспределительных станциях для рекуперации энергии сжатого газа и выработки электроэнергии. Устройство регулирования турбодетандера с адаптацией к внешней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634161
Дата охранного документа: 24.10.2017
Showing 1-10 of 33 items.
27.05.2013
№216.012.450b

Система оптимального управления энергоэффективными когенерирующими установками

Изобретение относиться к области теплоэнергетики и может быть использовано в комбинированных системах теплоэлектроснабжения для повышения эффективности управления когенерирующими установками. Система оптимального управления энергоэффективными когенерирующими установками содержит мини-ТЭС в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483252
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.08.2013
№216.012.64ff

Грузовой контейнер для модуля вооружения и контейнерный комплекс ракетного оружия

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано в пусковых установках-контейнерах. Контейнерный комплекс ракетного оружия содержит грузовой контейнер с пусковой установкой (ПУ). Грузовой контейнер содержит жесткие боковые и торцевые стенки, крышу из двух сопрягаемых панелей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491492
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2015
№216.013.79d9

Система управления объектами теплоснабжения

Изобретение относится к системам теплоснабжения населенных пунктов и может быть использовано для регулирования потоков тепловой энергии. Устройство содержит первый контур с источником тепла и блоком управления, сетевой насос с выходом на теплообменник, второй контур, насосы и двигатели,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562782
Дата охранного документа: 10.09.2015
10.04.2016
№216.015.2ccc

Устройство регулирования турбодетандера

Изобретение относится к устройству регулирования турбодетандера, установленного на газораспределительной станции между магистралями высокого и низкого давления. Устройство содержит стопорный клапан, первый и второй регулирующие органы с приводами и датчиками положения, байпасный клапан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579301
Дата охранного документа: 10.04.2016
13.01.2017
№217.015.66c2

Радиусная коническая передача

Изобретение относится к области машиностроения, к передачам с прямозубыми коническими зубчатыми колесами. Радиусная коническая передача с одинаковой шириной зубчатых венцов для шестерни и зубчатого колеса и общей образующей конусов шестерни и зубчатого колеса включает, соответственно, наружный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592032
Дата охранного документа: 20.07.2016
25.08.2017
№217.015.afdf

Устройство адаптивного регулирования турбодетандера

Изобретение относится к технике турбостроения, а именно к устройствам регулирования турбодетандеров, и может быть использовано на газораспределительных станциях для рекуперации энергии сжатого газа и выработки электроэнергии. Устройство содержит стопорный и байпасный клапаны с приводами и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611120
Дата охранного документа: 21.02.2017
25.08.2017
№217.015.b3fa

Автоматический газоредуцирующий пункт

Изобретение относится к технике распределения природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам редуцирования газа, и может быть использовано для снабжения населенных пунктов, промышленных объектов и отдельных потребителей природным газом от магистральных газопроводов. Автоматический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613772
Дата охранного документа: 21.03.2017
25.08.2017
№217.015.d1d0

Адаптивная система автоматической коррекции работы станций катодной защиты

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано для автоматической коррекции величины защитного потенциала по длине трубопровода для его эффективной защиты. Система содержит ведущую и ведомые станции катодной защиты, корректируемые задатчики величины начального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621882
Дата охранного документа: 07.06.2017
26.08.2017
№217.015.e410

Устройство турбодетендера с регулированием давления в газовой магистрали

Изобретение относится к устройствам регулирования давления в газовой магистрали и может быть использовано на газораспределительных станциях. Устройство содержит газораспределительное устройство, турбодетандер, электрический генератор, выпрямитель, инвертор, запорные и нагревательные элементы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626268
Дата охранного документа: 25.07.2017
20.01.2018
№218.016.1210

Устройство регулирования турбодетандера с адаптацией к внешней нагрузке

Изобретение относится к технике турбостроения, а именно к устройствам регулирования турбодетандеров, и может быть использовано на газораспределительных станциях для рекуперации энергии сжатого газа и выработки электроэнергии. Устройство регулирования турбодетандера с адаптацией к внешней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634161
Дата охранного документа: 24.10.2017
+ добавить свой РИД