Сепаратор-пароперегреватель

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Технический результат, который достигается в данном изобретении, выражается в повышении равномерности распределения осушенного пара на выходе сепарационных блоков, а также по поперечному сечению пароперегревателя, благодаря чему повышается эффективность сепарации и эффективность теплообмена в сепараторе-пароперегревателе. Технический результат достигается в сепараторе-пароперегревателе, содержащем вертикальный корпус, в верхней части которого расположен трубчатый пароперегреватель, а в нижней - сепаратор влаги в виде центрального и периферийного кольцевых рядов сепарационных блоков, причем сепарационные блоки центрального кольцевого ряда установлены по высоте корпуса в зоне расположения патрубка подвода влажного пара, закрепленного в боковой стенке корпуса, и с образованием центрального канала осушенного пара, при этом сепарационные блоки периферийного ряда расположены выше сепарационных блоков центрального ряда и с уклоном в их сторону, причем на сепарационных блоках периферийного ряда установлены направляющие перегородки, а над центральным каналом осушенного пара расположена выравнивающая решетка. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в турбоустановках атомных электростанций.

Известен сепаратор-пароперегреватель, содержащий вертикальный корпус с верхним сепаратором влаги и нижним трубчатым пароперегревателем, причем сепаратор влаги выполнен в виде сепарационного блока, установленного над трубами пароперегревателя (SU 600352. 30.03.1978).

Известный сепаратор-пароперегреватель не обеспечивает необходимой температуры перегрева пара, так как допускает залив труб пароперегревателя при переполнении сепаратоотводящих желобов.

Известен сепаратор-пароперегреватель, содержащий вертикальный корпус, в верхней части которого расположен трубчатый пароперегреватель, а в нижней - сепаратор влаги в виде центрального кольцевого ряда сепарационных блоков, установленных по высоте корпуса в зоне расположения патрубка подвода влажного пара, закрепленного в боковой стенке корпуса, и обрамляющих центральный канал осушенного пара (SU 368448. 23.06.1969).

Установка сепарационных блоков только в центральный кольцевой ряд, не используя периферии корпуса, приводит к необходимости применять более длинный корпус, что повышает металлоемкость сепаратора-пароперегревателя.

К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных технических решений (прототипом) является сепаратор-пароперегреватель, содержащий вертикальный корпус, в верхней части которого расположен трубчатый пароперегреватель, а в нижней - сепаратор влаги в виде центрального и периферийного кольцевых рядов сепарационных блоков, причем сепарационные блоки центрального кольцевого ряда установлены по высоте корпуса в зоне расположения патрубка подвода влажного пара, закрепленного в боковой стенке корпуса, и с образованием центрального канала осушенного пара (RU 2397407. 20.08.2010).

Выполнение сепаратора влаги из центрального и периферийного кольцевых рядов сепарационных блоков снижает необходимую высоту корпуса и, соответственно, металлоемкость сепаратора-пароперегревателя.

Однако такая конструкция сепаратора-пароперегревателя не обеспечивает равномерность раздачи осушенного пара по поперечному сечению пароперегревателя. Дело в том, что осушенный пар после сепаратора влаги поднимается к пароперегревателю двумя различными по расходу периферийным и центральным потоками. При этом над камерой влажного пара, образованной центральным и периферийным сепарационными блоками, особенно над патрубком влажного пара, образуется паровой вихрь. Это приводит к неравномерности распределения осушенного пара по поперечному сечению пароперегревателя, снижающей в нем эффективность теплообмена.

Кроме того, неравномерность распределения осушенного пара на выходе сепарационных блоков приводит к неравномерной нагрузке блоков сепаратора влаги, что снижает эффективность сепарации.

Таким образом, недостатком прототипа является неравномерность распределения осушенного пара, во-первых, на выходе сепарационных блоков, а во-вторых, по поперечному сечению пароперегревателя, что снижает эффективность сепарации и эффективность теплообмена в сепараторе-пароперегревателе.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, который выражается в повышении равномерности распределения осушенного пара на выходе сепарационных блоков, а также по поперечному сечению пароперегревателя, благодаря чему повышается эффективность сепарации и эффективность теплообмена в сепараторе-пароперегревателе.

Технический результат достигается в сепараторе-пароперегревателе, содержащем вертикальный корпус, в верхней части которого расположен трубчатый пароперегреватель, а в нижней - сепаратор влаги в виде центрального и периферийного кольцевых рядов сепарационных блоков, причем сепарационные блоки центрального кольцевого ряда установлены по высоте корпуса в зоне расположения патрубка подвода влажного пара, закрепленного в боковой стенке корпуса, и с образованием центрального канала осушенного пара, при этом сепарационные блоки периферийного ряда расположены выше сепарационных блоков центрального ряда и с уклоном в их сторону, на сепарационных блоках периферийного ряда установлены направляющие перегородки, а над центральным каналом осушенного пара расположена выравнивающая решетка.

В преимущественном варианте исполнения сепаратора-пароперегревателя выравнивающая решетка имеет вид перфорированного усеченного полого конуса с верхним большим основанием, расположенным по высоте корпуса выше сепарационных блоков центрального ряда.

В преимущественном варианте исполнения сепаратора-пароперегревателя направляющие перегородки выполнены кольцевыми, имеют вид усеченных полых конусов и установлены на сепарационных блоках периферийного ряда меньшими основаниями конусов, причем перегородки выполнены с различной конусностью, уменьшающейся в направлении от корпуса к центральному каналу осушенного пара.

В преимущественном варианте исполнения сепаратора-пароперегревателя направляющая перегородка, расположенная со стороны центрального канала осушенного пара, установлена с образованием зазора относительно выравнивающей решетки.

Расположение сепарационных блоков периферийного ряда выше сепарационных блоков центрального ряда и с уклоном в их сторону, а также наличие направляющих перегородок и выравнивающей решетки описанной конструкции обеспечивают повышение равномерности распределения осушенного пара на выходе сепарационных блоков, а также по поперечному сечению пароперегревателя, благодаря чему повышается эффективность сепарации и теплообмена в сепараторе-пароперегревателе.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид сепаратора-пароперегревателя; на фиг.2 показан фрагмент сепаратора-пароперегревателя с сепаратором влаги; на фиг.3 - разрез А-А фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.3.

Сепаратор-пароперегреватель содержит вертикальный корпус 1, в верхней части которого расположен трубчатый пароперегреватель 2 первой ступени и трубчатый пароперегреватель 3 второй ступени. В нижней части корпуса 1 установлен сепаратор 4 влаги в виде сепарационных блоков 5 и 6 центрального и периферийного кольцевых рядов, соответственно. Сепарационные блоки 5 центрального кольцевого ряда установлены по высоте корпуса 1 в зоне расположения патрубка 7 подвода влажного пара, закрепленного в боковой стенке корпуса 1, и с образованием центрального канала 8 осушенного пара.

На сепарационных блоках 6 периферийного ряда, которые расположены выше сепарационных блоков 5 центрального ряда и с уклоном в их сторону, последовательно в направлении от корпуса 1 к центральному каналу 8 установлены направляющие кольцевые перегородки 9, 10, 11 и 12. На чертеже показано четыре перегородки, однако, в каждом конкретном случае количество перегородок определяется путем оптимизации конструкции.

Направляющие перегородки 9, 10, 11 и 12 имеют вид усеченных полых конусов и установлены на сепарационных блоках 6 периферийного ряда меньшими основаниями конусов. Перегородки 9, 10, 11 и 12 выполнены с различной конусностью, уменьшающейся в направлении от корпуса 1 к центральному каналу 8.

Над центральным каналом 8 установлена выравнивающая решетка 13, выполненная в виде перфорированного усеченного полого конуса с верхним большим основанием, расположенным по высоте корпуса 1 выше сепарационных блоков 5 центрального ряда. Направляющая перегородка 12, расположенная со стороны центрального канала 8 осушенного пара, установлена с образованием зазора 14 относительно выравнивающей решетки 13.

Межтрубное пространство пароперегревателя 2 и 3 соединено с сепаратором 4 влаги со стороны выходных поверхностей сепарационных блоков 5 и 6. Трубное пространство пароперегревателя 2 первой ступени перегрева соединено с трубопроводом 15 подвода греющего пара и с трубопроводом 16 отвода конденсата греющего пара. Пароперегреватель 3 второй ступени перегрева соединен трубным пространством с трубопроводом 17 подвода греющего пара и с трубопроводом 18 отвода конденсата греющего пара.

В верхней части корпуса 1 закреплен осевой патрубок 19 отвода перегреваемого пара. В нижней части корпуса 1 выполнен патрубок 20 отвода сепарата, который через соответствующие гидрозатворы 21 соединен с сепаратосливными каналами (на чертеже не показаны) сепарационных блоков 5 и 6. За пределами корпуса 1 установлен сборник сепарата (на чертеже не показан), соединенный с патрубком 20 отвода сепарата.

Сепаратор-пароперегреватель работает следующим образом.

Влажный пар через патрубок 7 поступает в корпус 1 и равномерно распределяется по сепарационным блокам 5 и 6 центрального и периферийного кольцевых рядов, соответственно. Пар, осушенный в блоках 6, попадает в пространство между перегородками 9, 10, 11 и 12, которыми оптимально направляется вверх под пароперегреватель 2 первой ступени перегрева. К этому потоку добавляется другой поток пара из центрального канала 8, осушенный в блоках 5. Этот поток пара при помощи решетки 13, а также зазора 14 между решеткой 13 и перегородкой 12 оптимально перераспределяется по поперечному сечению корпуса 1. В результате совместного действия перегородок 9, 10, 11 и 12, а также выравнивающей решетки 13 обеспечивается равномерность потока пара по сепарационным блокам 5 и 6, а также перед пароперегревателем 2 первой ступени перегрева.

В результате сепарации пара в блоках 5 и 6 образуется конденсат, который сначала сливается в гидрозатворы 21, а затем через патрубок 20 отводится в конденсатосборник.

Далее осушенный пар проходит сначала межтрубное пространство пароперегревателя 2 первой ступени перегрева, а затем межтрубное пространство пароперегревателя 3 второй ступени перегрева, где перегревается до заданной температуры. Перегретый пар выводится из корпуса 1 через патрубок 19.

Греющий пар по трубопроводам 15 и 17 подается в трубные пространства пароперегревателей 2 и 3, где этот пар конденсируется, отдавая тепло перегреваемому пару. Конденсат греющего пара отводится от пароперегревателей 2 и 3 по трубопроводам 16 и 18, соответственно.

1. Сепаратор-пароперегреватель, содержащий вертикальный корпус, в верхней части которого расположен трубчатый пароперегреватель, а в нижней - сепаратор влаги в виде центрального и периферийного кольцевых рядов сепарационных блоков, причем сепарационные блоки центрального кольцевого ряда установлены по высоте корпуса в зоне расположения патрубка подвода влажного пара, закрепленного в боковой стенке корпуса, и с образованием центрального канала осушенного пара, отличающийся тем, что сепарационные блоки периферийного ряда расположены выше сепарационных блоков центрального ряда и с уклоном в их сторону, причем на сепарационных блоках периферийного ряда установлены направляющие перегородки, а над центральным каналом осушенного пара расположена выравнивающая решетка.

2. Сепаратор-пароперегреватель по п.1, отличающийся тем, что выравнивающая решетка имеет вид перфорированного усеченного полого конуса с верхним большим основанием, расположенным по высоте корпуса выше сепарационных блоков центрального ряда.

3. Сепаратор-пароперегреватель по п.1, отличающийся тем, что направляющие перегородки выполнены кольцевыми, имеют вид усеченных полых конусов и установлены на сепарационных блоках периферийного ряда меньшими основаниями конусов, причем перегородки выполнены с различной конусностью, уменьшающейся в направлении от корпуса к центральному каналу.

4. Сепаратор-пароперегреватель по п.1, отличающийся тем, что направляющая перегородка, расположенная со стороны центрального канала осушенного пара, установлена с образованием зазора относительно выравнивающей решетки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Сущность изобретения: сепаратор-пароперегреватель содержит вертикальный корпус с нижним сепаратором влаги.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Сущность изобретения: в боковой стенке вертикального корпуса установлен патрубок подвода влажного пара.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Сущность изобретения: сепаратор-пароперегреватель содержит вертикальный корпус, в нижней части которого размещены сепарационные блоки, а в верхней последовательно по высоте корпуса установлены пароперегреватели первой и второй ступеней.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Сущность изобретения: сепаратор влаги содержит вертикальный корпус, в боковой стенке которого установлен патрубок подвода влажного пара, а также сепарационные блоки, установленные в корпусе с образованием верхнего горизонтального ряда и, по меньшей мере, одного нижнего горизонтального ряда, расположенного по высоте корпуса на уровне патрубка подвода влажного пара, причем в каждом ряду сепарационные блоки соединены с патрубком отвода сепарата, установленным в нижней стенке корпуса, а сепарационные блоки нижнего ряда соединены с патрубком отвода сепарата через гидрозатворы.

Изобретение относится к сепарационным устройствам для отделения пара от воды и может быть применено в котельной технике, например паровых котлах. Суть изобретения заключается в том, что ниже уровня воды в нижней секции выносного циклона расположен эжектор, при этом конденсат отводят по контуру слива конденсата из верхней секции в упомянутый эжектор.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергетических установках для получения перегретого пара. .

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в паротурбинных установках. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. .

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в прямоточных парогенераторах. .

Изобретение относится к энергомашиностроению, к теплообменной аппаратуре и может быть использовано для конденсации отработанного пара без использования хладоагента с трансформацией части тепловой энергии в электрическую. Технический результат состоит в повышении эффективности. Электростатический конденсатор-электрогенератор содержит корпус с верхней и нижней крышками. Патрубки входа отработанного пара, выхода конденсата, воздушный патрубок выполнены из диэлектрического материала. Между верхней и нижней крышками размещены вертикальные прямоугольные перегородки, образуя паровые камеры и камеры сбора конденсата. Каждая вертикальная перегородка состоит из нескольких вертикальных перфорированных пластин, размещенных с зазором и изготовленных из гидрофильного диэлектрического материала. Отверстия в пластинах выполнены в виде горизонтальных конических капилляров, расположенных таким образом, что большие отверстия конических капилляров предыдущей вертикальной пластины направлены в сторону паровой камеры, а малые - в сторону камеры сбора конденсата. Наружная поверхность каждой указанной пластины всех вертикальных перегородок покрыта слоем перфорированного электропроводящего материала, соединенного снизу с одноименными электродами, соединенными, в свою очередь, с проводами одноименных коллекторов и клеммами. Рабочим телом процесса получения электричества является парожидкостная смесь. 4 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в устройствах для отделения капель воды от пара. Конфигурация (10) водоотделителя для отделения капель воды от пара в потоке (20), содержащего смесь пара и капель воды и движущегося сквозь конфигурацию (10) водоотделителя для выполнения такого отделения, содержащая множество пластин (11), ориентированных по потоку (20), причем множество пластин (11) образуют каналы (30), по которым движется поток (20), при этом сечение каналов (30) постепенно изменяется вдоль потока (20) для постепенного сбора капель воды, отделенных от пара в потоке (20). Технический результат - повышение эффективности работы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при проектировании сепараторов-пароперегревателей турбоустановок атомных электростанций. Технический результат, который достигается в данном изобретении, выражается в повышении равномерности распределения осушенного пара на выходе сепарационных блоков, а также по поперечному сечению пароперегревателя, благодаря чему повышается эффективность сепарации и эффективность теплообмена в сепараторе-пароперегревателе. Технический результат достигается в сепараторе-пароперегревателе, содержащем вертикальный корпус, в верхней части которого расположен трубчатый пароперегреватель, а в нижней - сепаратор влаги в виде центрального и периферийного кольцевых рядов сепарационных блоков, причем сепарационные блоки центрального кольцевого ряда установлены по высоте корпуса в зоне расположения патрубка подвода влажного пара, закрепленного в боковой стенке корпуса, и с образованием центрального канала осушенного пара, при этом сепарационные блоки периферийного ряда расположены выше сепарационных блоков центрального ряда и с уклоном в их сторону, причем на сепарационных блоках периферийного ряда установлены направляющие перегородки, а над центральным каналом осушенного пара расположена выравнивающая решетка. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх