Защитные гильзы конструкции Scruton — термокарман для высокоскоростных применений
В 1995 году произошел отказ термокармана (защитной гильзы) во вторичном контуре охлаждения реактора на быстрых нейтронах атомной электростанции «Мондзю» в Японии. Из-за аварии завод был закрыт на 15 лет. Термокарман был разработан в соответствии со стандартом ASME, однако было установлено, что причиной отказа стал резонанс, вызванный скоростью течения жидкого натриевого теплоносителя.
Особенности применения термокарманов
Термокарманы защищают датчики температуры от прямого контакта с технологической жидкостью. Но после установки в процесс, термокарман может препятствовать потоку вокруг него, что приводит к падению давления. Это явление создает вихри низкого давления ниже по потоку от термокармана. Вихри возникают с одной стороны термокармана, а затем с другой, что известно как «чередующееся ниспадение вихрей».
Образованные вихри ведут к вибрации термокармана. Если скорость вихреобразования совпадает с собственной частотой защитной гильзы, возникает резонанс, и динамическое изгибающее напряжение на термокармане значительно увеличивается. В результате в может произойти отрыв гильзы от места установки.
Недостатки стандартных решений
В трубопроводах с высокой скоростью потока, во избежание повреждения обычной защитной гильзы в результате воздействия механических нагрузок, рекомендуется выполнить расчеты ее конструкционной прочности в соответствии с требованиями ASME PTC 19.3 TW-2016. При получении отрицательных результатов расчета, конструктивным решением раньше было - укорочение штока гильзы или увеличение диаметра основания и наконечника. Однако, уменьшение погружной длины защитной гильзы и увеличение диаметра приводит к увеличению времени отклика термометра. Другое доступное решение - использование опорных колец для стабилизации штока гильзы внутри фланцевого патрубка. Этот вариант предусматривал идеальную подгонку опорных колец для обеспечения тугой посадки на фланцевых патрубках, что повышает затраты на монтаж.
Экономичное решение, не требующее механических усовершенствований - защитная гильза Scruton.
Применение конструкции Scruton (спиральные защитные гильзы) решает вышеописанные проблемы. Благодаря спиральной насечке на штоке амплитуда колебаний сокращается более чем на 90%, а также обеспечивается удобство и простота монтажа защитной гильзы. Отсутствие опорных колец сокращает время установки, финансовые затраты и обеспечивает надежность работы.
Конструкция защитной гильзы Scruton с геликоидными спиралями, соответствует стандартам испытаний производительности (PTC) 19.3 TW 2016 (ASME).Хотя защитные гильзы, изготовленные из труб , не подпадают под действие настоящего стандарта.
Приобретая защитные гильзы с прерывателями вихрей от НТА-Пром, Вы получаете:
- минимальное время отклика термометра,
- подтвержденные расчёты на каждую защитную гильзу,
- снижаете вибрационную нагрузку по месту установки на 90%,
- стандартный монтаж без применения опорных колец,
- экономия на эксплуатационных и монтажных издержках.
-
Скачать опросный лист
Оценить
33Из этой статьи вы узнаете, как с помощью современной конструкции термокармана экономить значительные средства и увеличить эксплуатационную безопасность технологических установок.