УСТАНОВКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ Российский патент 1999 года по МПК F04F5/02 

Изобретение относится к струйной технике и может быть применено для удаления воздуха из конденсаторов паровых турбин ТЭС.

Известна установка для удаления ПВС, содержащая приемную камеру с патрубком подвода ПВС, камеру подвода рабочей воды с патрубком, снабженную соплом, диффузор, вертикальный трубопровод (сифон), бак для отделения воздуха и слива рабочей воды. Нижний торец сифона размещен под уровнем воды в баке (1).

Недостаток установки заключается в том, что при увеличении расхода удаляемого воздуха содержание воздуха с смеси "воздух-вода" в сифоне увеличивается, при этом средняя по высоте плотность смеси уменьшается, противодавление за диффузором растет. В результате этого в струйных аппаратах основная потеря энергии "на удар" увеличивается. Объемный коэффициент инжекции в такой установке невысок.

Известна установка, принятая в качестве прототипа, содержащая, кроме указанных в аналоге признаков, контур рециркуляции рабочей воды, включающий камеру смешения, сифон, бак (воздухоотделитель), трубопровод рециркуляционной воды, камеру смешения (2).

Недостаток прототипа - значительные потери энергии "на удар" в камере смешения.

Решаемая изобретением задача - повышение объемного коэффициента инжекции, снижение потери энергии "на удар", т.е. повышение КПД установки.

Указанная задача решается следующим образом.

В установке для удаления ПВС, содержащей камеру подвода к основному соплу рабочей воды с патрубком, приемную камеру ПВС с патрубком, к которой прикреплен диффузор, после которого (по потоку) размещена камера смешения, соединенная с вертикальным трубопроводом сифона, нижний торец которого погружен в бак, контур рециркуляции, включающий в себя камеру смешения, сифон, бак, трубопровод рециркуляции - перед камерой смешения (по потоку) размещен струйный элеватор, выполненный в виде ряда сопел, расположенных по окружности вокруг выхода диффузора, при этом струи элеватора с внутренней стороны увлекают водовоздушную смесь, истекающую из диффузора, струи элеватора с внешней стороны увлекают рециркуляционную воду, поступающую из кольцевой камеры, соединенной с трубопроводом рециркуляции, размещенной вокруг кольцевой камеры подвода рабочей воды к соплам элеватора; камера подвода рабочей воды к основному соплу снабжена двумя патрубками: осевого и тангенциального подвода рабочей воды, при этом перед патрубком (по потоку) осевого подвода размещен дроссель переменного сечения; после сифона (по потоку) в баке размещены кольцевой диффузор и камера сбора рециркуляционной воды, в которую погружен нижний торец трубопровода рециркуляции; сопла струйного элеватора установлены под углом к вертикальной оси установки.

Сущность изобретения состоит в том, что повышение КПД установки достигается:
- за счет снижения противодавления в диффузоре в результате создания некоторого напора в сифоне струйным элеватором, в результате увеличения плотности смеси "вода-воздух" в сифоне, зависимой от количества рециркуляционной воды, подаваемой струйным элеватором,
- в результате снижения потерь энергии "на удар" при входе смеси "вода-воздух" после диффузора под уровень воды в камере смешения. Снижение удара обуславливается одинаковым вектором скорости смеси в диффузоре и струй элеватора. При этом исключается выброс воздуха (рециркуляция воздуха) из камеры смешения в диффузор,
- за счет интенсивного дробления струи в диффузоре, истекающей из основного сопла, зависимого от перераспределения с помощью дросселя переменного сечения потоков рабочей воды между патрубками осевого и тангенциального подвода воды в камеру, т.е. от закрутки потока воды перед основным соплом.

Снижение потери энергии "на удар" достигается также сжатием смеси двумя струйными аппаратами последовательно, что позволяет уменьшить давление рабочей воды, т.е. понизить скорость истекающей из всех сопел воды. Это заключение следует из известной зависимости потери энергии "на удар", которая пропорциональна разности квадратов скоростей эжектирующей и эжектируемой сред.

Преобразование скоростного напора смеси в кольцевом диффузоре, размещенном в баке, также позволяет повысить КПД установки.

На фиг. 1 показана блок-схема установки для удаления ПВС: блоки А, Б, В и обвязка из трубопроводами. На фиг. 2 показан продольный разрез блока А, на фиг. 3 - продольный разрез блока Б, на фиг. 4 - продольный разрез блока В.

Установка включает в себя блоки А, Б, В.

Блок А - это установленный вертикально водоструйный эжектор, содержащий камеру 1 подвода рабочей воды с двумя патрубками - осевого 2 тангенциального 3 подвода рабочей воды. Перед патрубком 2 (по потоку) установлен дроссель 4 переменного сечения. Камера 1 снабжена основным соплом 5, снизу к камере примыкает приемная камера 6 ПВС с патрубком 7 подвода ПВС. К приемной камере 6 крепится соосно камерам 1, 6 диффузор 8, выполненный в виде трубчатого элемента.

Блок Б - струйный элеватор, он содержит кольцевую камеру 9 подвода рабочей воды, образованную трубчатым элементом 10, являющимся продолжением диффузора 8, и обечайкой 11, снабженной патрубком 12. Камера 9 снабжена рядом сопел 13, расположенных по окружности вокруг выхода трубчатого элемента 10. Оси сопел наклонены к вертикальной оси установки. Всас струйного элеватора соединен с трубопроводом рециркуляционной воды посредством кольцевой камеры 14, снабженной патрубком 15. К кольцевой камере 14 примыкает камера 16 смешения, являющаяся диффузором элеватора. К камере 16 примыкает сифон.

Блок В - вертикальный цилиндрический открытый бак 17, в который погружена нижняя часть 18 сифона. В баке к сифону прикреплен горизонтальный, кольцевой диффузор 19, над которым размещена открытая камера 20 сбора рециркуляционной воды. В камеру 20 погружена нижняя часть 21 трубопровода рециркуляции.

Работает установка следующим образом.

При подводе рабочей воды к патрубкам 2, 3, 12 и подводе ПВС через патрубок 7 происходят процессы:
- истечение рабочей воды через основное сопло 5 водоструйного эжектора и через сопла 13 струйного элеватора,
- дробление рабочей струи, истекающей через основное сопло. При этом угол раскрытия струи в оптимальном режиме обуславливается соответствующим покрытием дросселя 4. Дробная струя за счет взаимодействия (трения) с воздухом создает в конце диффузора (перед камерой смешения) некоторое давление, от чего зависит удельный объем воздуха,
- рециркуляция рабочей воды с помощью элеватора по контуру: камера 16 смешения - сифон-диффузор 19 - бак 17,
- камера 20 сбора рециркуляционной,
- трубопровод рециркуляции - патрубок 15,
- камера 14 - камера 16 смешения,
- бомбардировка каплями поверхности (условной) в камере 16 и увлечение воздуха каплями под поверхность воды. Этот процесс обуславливает высокий коэффициент инжекции воздуха,
- сжатие воздуха в камере 16 струйным элеватором и за счет энергии основной дробленой струи, сжатие воздуха в сифоне столбом смеси, сжатие воздуха в диффузоре 19,
- разделение смеси (выделение воздуха) в баке 17.

Источники информации:
1. Соколов Е. Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. М.: Энергия, 1970, с. 223.

2. Авторское свидетельство СССР N 1089303, F 04 F 5/02, 30.04.84. Бюллетень N 16.

Установка предназначена для удаления воздуха из конденсаторов паровых турбин. Перед камерой смешения (по потоку) размещен струйный элеватор, выполненный в виде ряда сопл, расположенных по окружности вокруг выхода диффузора. Струи элеватора с внутренней стороны увлекают водовоздушную смесь, истекающую из диффузора. Струи элеватора с внешней стороны увлекают рециркуляционную воду, поступающую из кольцевой камеры, соединенной с трубопроводом рециркуляции и размещенной вокруг кольцевой камеры подвода рабочей воды к соплам элеватора. В результате повышается КПД установки. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Установка для удаления паровоздушной смеси, содержащая камеру подвода к основному соплу рабочей воды с патрубком, приемную камеру паровоздушной смеси с патрубком, к которой прикреплен диффузор, после которого (по потоку) размещена камера смешения, соединенная с вертикальным трубопроводом сифона, нижний торец которого погружен в бак, контур рециркуляции, включающий в себя трубопровод рециркуляции, камеру смешения, сифон, бак, трубопровод рециркуляции, отличающаяся тем, что перед камерой смешения (по потоку) размещен струйный элеватор, выполненный в виде ряда сопл, расположенных по окружности вокруг выхода диффузора, при этом струи элеватора с внутренней стороны увлекают водовоздушную смесь, истекающую из диффузора, струи элеватора с внешней стороны увлекают рециркуляционную воду, поступающую из кольцевой камеры, соединенной с трубопроводом рециркуляции, размещенной вокруг кольцевой камеры подвода рабочей воды к соплам элеватора. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что камера подвода рабочей воды к основному соплу снабжена двумя патрубками осевого и тангенциального подвода рабочей воды, при этом перед патрубком (по потоку) осевого подвода размещен дроссель переменного сечения. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что после сифона (по потоку) в баке размещены кольцевой диффузор и камера сбора рециркуляционной воды, в которую погружен нижний торец трубопровода рециркуляции. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что сопла струйного элеватора установлены под углом к вертикальной оси установки.