Способ теплогидравлической стабилизации парогенерирующего канала

 

Использование: теплоэнергетические установки различного назначения. Сущность изобретения: на входном однофазном участке канала осуществляют одновременно дросселирование потока и его закрутку путем размещения на входе канала многозаходного шнека с безударным входом и переменным шагом закрутки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 28 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ф,1 .) 3 jci

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4634841/06 (22) 09.01.89 (46) 15.06,92, Бюл, М 22 (71) Одесский политехнический институт (72) В.А.Герлига, А.В.Королев, А.Ю.Погосов и П.В.Филиштинский (53) 621.565.94(088.8) (56) Морозов И,И, Герлига B.À. Устойчивость кипящих аппаратов. М.:Атомиздат, 1969, с.

8 — 27, Кутепов А.М. и др.Гидродинамика и теплообмен при пэрообразовании,М.Высшая школа, 1977,с .60.

Изобретение относится к энергетике и может Сыть использовано в теплоэнергетических установках различного назначения, Известно техническое решение, предусматривающее установку в трубопроводах многозаходных шнеков, позволяющих эффективно закрутить поток, придав ему вращательное движение по закону квазитвердого тела. Закрутка потока позволяет интенсифицировать теплообмен и одновременно устранить гидроудары, являющиеся одной из причин вибрации трубопроводов, Вместе с тем такой способ стабилизации парогенерирующего канала не может обеспечить достижения максимального эффекта, поскольку не обеспечивает повышения запаса теплогидравлической устойчивости ввиду малого перепада давления на входе канала.

Кроме того, установка завихрителя ближе к выходу канала в этом случае дестабилизирует процесс теплообмена, поскольку отношение перепада давления на входном. Ж 1740956 А1,54) СПОСОБ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ

СТАБИЛИЗАЦИИ ПАРОГЕНЕРИРУЮЩЕГО КАНАЛА (57) Использование: теплоэнергетические установки различного назначения, Сущность изобретения: на входном однофазном участке канала осуществляют одновременно дросселирование потока и его закрутку путем размещения на входе канала многозаходного шнека с безударным входом и переменным шагом закрутки. 1 ил. (однофазном) участке к перепаду давления на двухфазном участке уменьшается.

Наиболее близким к предлагаемому является способ стабилизации парогенерирующего канала путем шайбирования его на входе, Такой способ стабилизации эффективно снижает пульсации теплоносителя в канале и обеспечивает необходимый запас теплогидравлической устойчивости, однако не способствует повышению интенсификации теплообмена, а лишь сопровождается дополнительными затратами энергии на перекачивание теплоносителя. Отсутствие закрутки потока на входе канала при таком, способе стабилизации существенно уменьшает практическую ценность принимаемых мер и не позволяет одновременно добиться повышения запаса теплогидравлической устойчивости и интенсификации теплообмена, Цель изобретения — повышение запаса теплогидравлической устойчивости и интенсификация теплообмена.!

) ъ Î

Ф

1 )

Ql

:,0

1740956

Поставленная цель достигается тем, что в парогенерирующем канале, содержащем входной однофазный и двухфазный участки, кроме того, что дросселируют поток на входном однофазном участке, одновременно с 5 дросселированием потока на входном участке осуществляют его закрутку путем размещения на входе канала многозаходного шнека с безударным входом и переменным шагом закрутки. 10

Способ осуществляют следующим об- . разом, Многозаходный шнек с переменным шагом закрутки и безударным входом устанавливают на входе в ПГК в качестве дрос- 15 сельного элемента, для чего герметизируют зазор вдоль линии касания лопаток шнека и внутренней поверхности канала, Поток, направленный в ПГК, за счет ускорения и закрутки приобретает перепад давления. 20

Перепад давления обеспечивает теплогидравлическую устойчивость канала. Закрутка интенсифицирует теплообмен. Безударный вход обеспечивает безкавитационный ре>ким течения, 25

3а счет неравномерного сопротивления шнека с переменным шагом в прямом и обратном направлении дополнительно улучшается стабилизация канала за счет большей изоляции входа канала от колеба- 30 тельных процессов, зарождающихся в канале, Дополнительно к этому многозаходность завихрителя обеспечивает закрутку по закону квазитвердого вращения в отличии от однозаходного 35 завихрителя или закрученной ленты, у которых, более развиты вторичные течения в межлопаточном канале, дестабилизирующие закрутку потока.

Благодаря интенсивной закрутке пото- 40 ка происходит также сепарация пара с образованием устойчивости параболической границы раздела фаз, неустойчивое поведение которой в отсутствии центробежных массовых сил является одной из причин не- 45 устойчивости П ГК.

Закрутка и связанное с ней ускорение потока (из-за наличия тангенциальной составляющей скорости) интенсифицируют теплообмен уже на экономайзерном участ- 50 ке. В дальнейшем на испарительном участке в поле массовых сил образовавшиеся еще мелкие пузырьки принудительно эвакуируются в центральную часть канала, чем облегчается доступ жидкости к поверхности 55

ПГК, что дополнительно интенсифицирует теплообмен.

Одновременно с интенсификацией теплообмена обеспечивается необходимый перепад давления на входном участке парогенерирующего канала, что приводит к обеспечению запаса теплогидравлической устойчивости, т.е, стабилизирует тепломассообменный процесс в ПГК с определенной гарантией.

На чертеже приведено предлагаемое устройство, В П ГК 1 в качестве дросселя установлен многозаходный шнековый завихритель 2 с безударным входом и перемещенным шагом, при этом зазор 3 между внешней кромкой лопаток и внутренней стенкой канала герметизируется.

Устройство работает следующим образом.

Недогретая до кипения вода поступает на вход шнекового завихрителя, где по мере движения закручивается в ме>клопаточных каналах, при этом обрабатывается необходимый для обеспечения устойчивости канала перепад давления. Затем поток направляется в канал. В поле массовых сил паровые пузырьки стремятся к центру канала. Граница раздела пар — вода стабилизируется, Под действием центробежных сил разрушаются крупные пузыри, переход которых через границу раздела вода — пар сопровождается значительными колебаниями давления. Герметизация кромок лопаток завихрителя со стенкой канала ликвидирует перетечки между соседними каналами, сни>кающими эффективность закрутки и создающими вторичные течения, нарушающие закон квазитвердого вращения потока, Вращение потока в экономайзерной части ПГК позволяет повысить также критический тепловой поток. Предлагаемый способ .теплогидравлической стабилизации ПГК позволяет добиться повышения устойчивости канала при одновременной интенсификации теплообмена увеличения критического теплового потока и снижения мощности на прокачку теплоносителя.

Предлагаемый способ позволяет существенно расширить режимы работы ПГК.

Формула изобретения

Способ теплогидравлической стабилизации парогенерирующего канала, содержащего входной однофазный и двухфазный участки, путем дросселирования потока на входном однофазном участке, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения запаса теплогидравлической устойчивости и интенсификации теплообмена, одновременно с дросселированием потока на входном участке осуществляют его закрутку путем размещения на входе канала многозаходного. шнека с безударным входом и переменным шагом закрутки.

1740956

50

Составитель M.ÊoñîðoòoB

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор А.Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2077 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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