Вспрыскивающий пароохладитель выхлопной части паровой турбины

 

1. ВПРЫСКИВАЩИЙ ПАРООХПАДИТЕЛЬ ВЫХЛОПНОЙ ЧАСТИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ , содержащий установленную в паропроводе смесительную камеру в виде трубы Вентури, между конфузорным, цилиндpичecким i и диффузорным участками которой и внутренней стенкой паропровода об-разована кольцевая каотличающийся тем. мера. что, с целью повышения эффективности увлажнения сбрасываемого пара и охлаждения выхлопной части, кольцевая камера сообщена со смесительной отверстиями или щелями, выполненными в диффузорном участке. с S (Л IS5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU I 112171

3(5D > 22 Й 5 12

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,Ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3592012/24-06 (22) 18.05.83 (46) 07.09. 84. Бюл. т. 33 (72) П.В.Храбров, А.П.Огурцов, В.А.Хаимов, В.A.Ïàõîìoâ, N.Â.Áàêóðàäзе, А.А.Михайлов и М.Я.Ицкович (53) 621. 181. 187(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

-324890, кл. F 01 P 11/10, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф523244, кл. F 22 G 5/12, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

-614285, кл. F 22 6- 5/12, 1976. (54) (57) 1. ВПРЫСКИВАК61ИЙ IIAPOOXTIAДИТЕЛЬ ВЫХЛОПНОЙ ЧАСТИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий установленную в паропроводе смесительную камеру в виде трубы Вентури, между конфузорным, цилиндрическими и диффузорным участками которой и внутренней стенкой паропровода образована кольцевая камера, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности увлажнения сбрасываемого пара и охлаждения выхлопной части, кольцевая камера сообщена со смесительной отверстиями или щелями, выполненными в диффузорном участке.

111

2. 11ароохлядит(л». пл и. 1, О т л ля ю щ и и с я тем, что он снабжен илc)(.êèìè или кринолин иными лопатками, установленными н кольцевой камере.

>.Пяроохладитель пО и .! и 2,о т-„ л и ч а ю шийся тем, что он сняб?171

«(с и цои(;»лите»1» III «?111 л(»»я ткями, уста— н Онл е н ными «я нх Оп(ко I hll(»ной к(«меры, и д 1) е н и 1) у е м О Й с б () 1) н () Й к (1 м (р () Й и 1) l I крепленной к наружной стс.нке пяроПРОНОДЯ И СООГЩЕННОй С К()Л»СЦЕНОй камерой.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано н паротурбинных установках для увлажнения сбрасываемого в конденсатор пара.

Известно охлаждающее устройстно выхлопной части, использующее унлажнение сбрасываемого на малорасходных и пусковых режимах пара от котла через паросбросное устройство, представляющее собой трубу с паровыми насад- 10 ками на ее боковых поверхностях и водяными соплами, расположенными соосно с паровыми насадками 11.

Недостатками этой конструкции являются насыщение обратных потоков 1S пара эрозионноопасной влагой и неравномерное охлаждение выхлопных частей ввиду несогласованности напран— пения пароводяных охлаждающих струй устройства и вращения рабочих колес. 20

Известен впрыскинающий пароохладитель, содержащий смесительную камеру типа сопла Вентури с трубопроводами подвода охлаждающей жидкости (23.

Недостатком такого пароохлядителя 25 в режимах с MBJlb»MH 1) c)(oJJ MH oìëà)« JJàþщей жидкости, а следовательно, и низкой проникающей в паровое ядро снов собностью струй конденсач а является наличие в паровом потоке большого количества крупной влаги.

Известен также нпрыскивающий пароохладитель, содержащий установленную в паропроводе смесительную камеру н в де трубы Вентури, между конфузор 35 ным, цилиндрическими и диффузорным участками которой и внутренней стенкой паропровода образована кольцевая камера (37.

Недостатками известного пароохля- 4О дителя являются но-первых, неудовлетворительная работа узлов подвода жидкости, допускающих при малых скоростях впрыска конденсата появление и паровом пространстве выхлопных пат- 4> рубкон эрозионноонясн и влаги и неравномерное уиляжнение всей массы сбрасываемого ияря, но-вторых, высокие скорости влажнопяровой струи ня ныходе из устройства, зятрудняюшие согласование этой стру«« с Обратными течениями и равномерное охлаждение выхлопных частей.

Цель изобретения — повышение эффектин»«ости увлажнения сбрасываемого пара и охлаждения выхлопной части.

Указанная цель достигается тем, что н ) нпрыскиняющем пароохчадитсле выхлопной части паровой турбины, содержащем установленную в паропроноде смесительную камеру в ниде трубы

Вентури, между конфузорным, цилиндрическими и диффузорным участками которой и внутрен»«ей стенкой паропровода образована кольцевая камера, последняя сообщена со смесительиой камерой ()тверстиями или щелями, выполнен1(ЫМИ 13 ДиффУЗ ОРIIОМ У ЧЯ(I K(1 .

При этом пяроохлалител» снабжен плоскими или криволинейными лопатка— ми, устанонленны;..и н кольцевой камере, и дополнительными лопатками, уста««О»«ле»»ным(1 на входе кольцевой камеры, и дренируемой сборной камерой, прикрепленной к наружной стенке паропровода и сообщенной с кольцевой камерой.

Ня фиг.1 показано расположение пяроохлялителя н выхлопной части паровой турбины, на фиг.2 — сечение

А-А ня фиг.1, на фиг.3 — пяроохладитель, продольный разрез, ня фиг.ч узел выполнения выходного участка диффузорной части смесительной камеры, ня фиг. ) — ссее(ч еенниие е ББ--Б Б ))«я (1)иг. (3 с плоскими лопатками, на фиг. () — то же, с криволинейными л(пяткам»1 .

Впрыскиняющий пароохлялитель 1 установлен непосредственно »3 сбросиом паропроноде 2, санди»(яющ м через

3 11 нлрсч:бр»анси устр< и< т«<т (!It:8Ó) к»т»л (нс пока злны) с «<гхлоп«ой частью 3 ту!тб<<ъстлновк<г.

Вв<тд пара»хвалителя в пар< «о» прострлнс тво выхлопной части 3 «ыцолнен с учетом «ран!ения рс тора 4 через бокси<ую стенку 5 перехолнагo пятрубка

6 между выхлопным плтрубком 7 и трубным пучком 8 конденсатора 9.

В плропровотт» 2 установлена смесительняя камера 10 в виде трубы

Вентури между конфузорным, цилиндрическими и диффузс рным участками

11 — 14 которой и внутре гней стенкой

15 паропровода 2 образована кольце— вля камера 16, которая сообщена со смесительной камерой 10 отверстиями или щелями 17, выполненными в диффузорном участке 14. В кольцевой камере 16 размещен водяной коллектор

18, подклю<теин«<йт к трубопроводу 19 подвода конденсата и сообщенный отверстиями 20 впрыска со смесительной камерой 10.

Пароохллдитель снабжеft отклоняющими каналами 21, имеющими плоские или криволинейные лопатки (стенки)

22 и 23, установлс нные в кольцевой камере 16 (в стенке 24 диффузорного участка 14). Пароохллдитель снабжен дополнительными лопатками 25, ус тановленными нл входе кольцевой камеры 16 между цилиндрическим участком 12 и внутренней стенкой 15 плрогтровода

12. К наружной стенке 26 паропровода

2 прикреплена дренируемяя сборная клмерл 27, сообщенная отверстиями или щелями 28 с кольце«ай камерой 16 и снабженная дренажной линией 29. В кольцевой камере 16 за отверстиями или щелями 28 по ходу пара установлен козырек 30.

Проходное сечение цилиндрического участка 13 выбирается таким, чтобы во всем диапазоне эксплуатационных режимов в «го выходном сечении устанавли«алась максимальная — критическая скорость пара, что предопределяет интенсивность процессов дроб12 17 л»п< лнит JII tt«tõ .чс плток 25 д» стенки 24 :тиффузорного у глсткл 14

Парс»хлад«тель рлботяет следующим образом.

Ия пускотзых режимах, л также ре— жимах халастс го xодл и малых расходов сбрасы«аемый от котла через

ПГБУ пар поступает по паропроводу 2 в пяроохлядитель 1. Одновременно конденсат по трубопроводу 19 подается в водяной коллектор 18, а оттуда чер»з отверстия 20 впрыска — в цилиндрический участок 13. Проникая в высокоскоростное ядро разогнанного в канфузорном участке 1 1 пара, струи жидко»ттт дробятся и увлажняют его.

В диффузорном участке 14 формируется течение высокоскоростной турбулентной струи с увлажненным ядром и с отрыв«ыми эффектами у ее перифс рии .

Часть сбрасываемого пара, движущаяся « периферийной зоне паропровода 2, поступает на дополнительные лопатки 25 и приобретает в нем вращлт»льное движение. Если B сбросном паропроводе 2 в результате Ко« денсации при прогреве или неудовлетворительной работы пароохладителя

1 появляется конденсат, та, оказавшись нл выходе из дополнительных лопаток 25 в поле центробежных сил, он интенсивно сепарируется на внутреннюю стенку 15 паропровода 2, перемешается через отверстия или щели

28 в сборную камеру 27 и далее по дренажной линии 29 отводится в дренлж. Козырек 30 ограничивает движение отсепарированного слоя жидкости и предотвращает попадание ее в отверстия 17 или в отклоняющие каналы 21. Осушенный таким образом пар поступлет в отверстия 17 или в отклоняющие каналы 21 и воздействует ня структурные и динамические характеристики струи «лажного плра °

При млльгх расходах конденсата, когда проникающая способность струй дания и перемешивания

Если необходима раздача увлажненного плра по всему пространству

«ыхлопной члсти 3, то в стенке 24 целесообразно выполнение круглых отверстий 17 с такими диаметром и ко пгче»т«ом, чтс бы cóììàрнля площадь их быпл с>п!те;.сгтяюцеи во всем тракте лр тх к:гения <тткгтст«яюпк го потока пара50

55 жидкости низка, нл стенке цилиндрического участка 13 появляется пленочное течение, которое в периферий«оп области свободнстйт паровой струи формирует капли больших размера«, «плсных в эрозионном отнош»нтпт. Попадая «обллсTh воздсйст«тгя сткла«як>пвтх паров<пх струй, истеклющих иэ отлерстий 17, зти капли пгстверглют< я «таричному дрс б.<те«ию, 1112171 что и, и т к снижению эрозионной опа:Hoc ти охлаждающего потока и улучftl(нию егA хаDëêòåïèñòèê с точки барс ния последующего теплообмена.

11торая функция, наряду с дроб- 5 пением, отклоняющих струй заключается в целенаправленном изменении ди— намических характеристик охлаждающей струи; гашении ее скорости для равномерной раздачи по всему пространст- 1Î ву выхлопной части 3 или придания необходимого направления.

При равномерном распределении отверстий 17 по окружности диффузорного участка 14 отклоняющие струи будут 15 оказывать тормозящее действие на поток влажного пара и усиливать процессы перемешивания в нем. Заторможенный охлаждающий поток будет легко подхватываться обратными течениями 20 и перемещаться к лопаткам ротора

4 и в верхнюю часть выхлопных патрубков 7.

Размещение отклоняющих каналов

21 с криволинейными лопатками (стен- 25 ками) 23 по всей окружности дийфузорного участка 14 создает за ним мощное центробежное поле, способствующее интенсивному перемешиванию и равномерному (по окружности) топ- щ можению охлаждающего потока.

Организация отклонякщего потока позволяет создать хорошо перемешанную плоскую направленную струю охлаждающего пара в соответствующую область парового пространства выхлопной части. Необходимый угол отклонения охлаждающего потока может быть достигнут за счет наклона стенки

24 диффузорного участка 14, но в большей степени — выбором количества, длины и ширины откпоняющих каналов 21.

Таким образом, важным преимуществом предлагаемого пароохладителя является то, что он позволяет изменить направление потока влажного пара с мелкой структурой капель, что невозможно сделать, например, воздействием твердой поверхности, так как на последней происходила бы сепарация мелкой влаги и последующее ее укрупнение до опасных размеров. Кроме этого, использование такого пароохладителя позволяет повысить надежность турбоустановки за счет снижения эрозионных повреждений выходных кромок рабочих лопаток последних ступеней и улучшения условий охлаждения выхлопных частей. г г и (Риг..7

1112171

Составитель В. Гуторов

Редактор В. Иванова Техред О.йеце Корректор С. Черни

Заказ 6435/24 Тираж 404 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная. 4