СЕПАРАТОР ВЛАГИ Российский патент 2009 года по МПК F22B37/26 

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании турбин для атомных электростанций.

Известен сепаратор влаги, содержащий включенное в паропровод поворотное колено, которое состоит из последовательно расположенных по ходу пара секторных колец, а также влагосборную камеру, сообщенную с полостью колена посредством влагозаборных щелей, образованных уголками, которые расположены в полости колена и выполнены изогнутыми по его поверхности меньшей кривизны (Модернизация системы промежуточной сепарации и перегрева пара турбоустановки К-750-65/3000 Игналинской АЭС. / Бакаев А.И., Порохин С.Н., Шубин Н.А. // Перспективные разработки по технологическим схемам, совершенствованию и реконструкции паротурбинных энергоблоков. Труды ЦКТИ. Вып.278. Санкт-Петербург. 1994. С.67-70).

Недостатком известного сепаратора влаги является низкая эффективность влагоудаления, так как в нем влагозаборные щели расположены вдоль потока пара. В результате влага, попавшая во влагозаборные щели в начале колена, в конце колена срывается потоком пара и уносится в паропровод.

Известен сепаратор влаги, содержащий включенное в паропровод поворотное колено, установленное в наружном кожухе и образующее с ним влагосборную камеру, сообщенную с полостью колена посредством влагозаборных щелей, выполненных в лопатках, которые установлены в колене и снабжены влагозадерживающими порогами (US 4581048, М. кл. B01D 45/08, 08.04.1986).

Недостатком известного сепаратора, который широко используется в настоящее время в турбоустановках, является сложность изготовления лопаток, которое требует точной штамповки и уникальной механической обработки.

К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных технических решений (прототипом) является сепаратор влаги, содержащий включенное в паропровод поворотное колено, установленное в наружном кожухе и образующее с ним влагосборную камеру, сообщенную с полостью колена посредством влагозаборных щелей, выполненных в колене (JP 57148010, М. кл. F01K 7/40, 13.09.1982).

Недостатком прототипа является пониженная эффективность влагоудаления, обусловленная цилиндрической поверхностью колена и отсутствием влагозадерживающих средств в зоне влагозаборных щелей. Это приводит к тому, что часть пленочной влаги, которая движется по цилиндрической поверхности колена, не попадает во влагозаборные щели, срывается потоком пара в полость колена и уносится в паропровод.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности влагоудаления сепаратора влаги.

Техническая задача решается в сепараторе влаги, содержащем включенное в паропровод поворотное колено, установленное в наружном кожухе и образующее с ним влагосборную камеру, сообщенную с полостью колена посредством влагозаборных щелей, выполненных в колене, при этом сепаратор снабжен влагозадерживающими порогами, а поворотное колено состоит из последовательно установленных по ходу пара секторных колец, причем влагозаборные щели выполнены между кольцами, а влагозадерживающие пороги установлены в каждой паре смежных колец на последующем по ходу пара кольце по длине соответствующих влагозаборных щелей.

Кроме того, смежные секторные кольца могут быть скреплены между собой скобами, распределенными по длине каждой влагосборной щели.

Применение поворотного колена, которое состоит из последовательно установленных по ходу пара секторных колец, приводит к скоплению влаги на стыках между этими кольцами, а выполнение влагозаборных щелей в этих местах и установка влагозадерживающих порогов в каждой паре смежных колец на последующем по ходу пара кольце по длине соответствующих влагозаборных щелей позволяет удалить из потока пара практически всю пленочную влагу.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид сепаратора влаги; на фиг.2 - выносной элемент А фиг.1.

Сепаратор влаги содержит включенное в паропровод 1 по ходу пара поворотное колено, которое состоит из последовательно установленных по ходу пара секторных колец 2. На чертеже показано колено, образованное из трех секторов, но в каждом конкретном случае оптимальное количество секторных колец в колене может оказаться другим. Между кольцами 2, а также на стыках колец 2 с трубопроводом 1 выполнены влагозаборные щели 3. На чертеже щели 3 расположены на поверхности колена меньшей кривизны, но в общем случае они могут быть выполнены по всему периметру колена.

В каждой паре смежных колец 2 на последующем по ходу пара кольце 2 установлен влагозадерживающий порог 4, расположенный по длине соответствующей влагозаборной щели 3.

Смежные секторные кольца 2 скреплены между собой скобами 5, распределенными по длине каждой влагосборной щели 3. Скобы 5 обеспечивают прочность колена и оптимальную ширину щели 3. Влагозадерживающие пороги 3 выполняются в виде прутков или козырьков, приваренных к внутренней поверхности колена.

Колено установлено в наружном кожухе 6 и образует ним влагосборную камеру 7, которая сообщена с полостью колена посредством влагозаборных щелей 3. Камера 7 патрубком 8, установленным в верхней части кожуха 6, соединена с системой регенерации турбины (на чертеже условно не показана). Для удаления влаги из камеры 7 в нижней части кожуха 6 предусмотрен патрубок 9.

Сепаратор влаги работает следующим образом.

Влажнопаровой поток, содержащий капельную и пристенно-пленочную влагу, последовательно обтекает в колене секторные кольца 2. Большая часть пристенно-пленочной влаги срывается спутным потоком пара с поверхности колена большей кривизны и оседает на противоположной поверхности колена малой кривизны, объединяясь с пленочной влагой, текущей по ней в поле центробежных сил. При этом большая часть взвешенных частиц капельной влаги также оседает на секторных поверхностях малой кривизны колена. На стыках секторных колец 2 за счет поля центробежных сил и перепада давлений влага вместе с частью пара поступает через влагозаборные щели 3 в камеру 7. В камере 7 происходит гравитационное разделение фаз: вода собирается в нижней, а пар - в верхней частях камеры 7. При этом пар через патрубок 8 кожуха 6 отводят в систему регенерации турбины, а влага выводится из сепаратора через его патрубок 9.

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании турбин для атомных электростанций. Сепаратор влаги содержит включенное в паропровод поворотное колено, которое состоит из последовательно установленных по ходу пара секторных колец. Между кольцами колена, а также на стыках колец с трубопроводом выполнены влагозаборные щели. В каждой паре смежных колец на последующем по ходу пара кольце установлен влагозадерживающий порог, расположенный по длине соответствующей влагозаборной щели. Секторные кольца скреплены между собой скобами, распределенными по длине каждой влагосборной щели. Скобы обеспечивают прочность колена и оптимальную ширину щели. Влажнопаровой поток, содержащий капельную и пристенно-пленочную влагу, последовательно обтекает в колене секторные кольца. Большая часть пристенно-пленочной влаги срывается спутным потоком пара с поверхности колена большей кривизны и оседает на противоположной поверхности колена малой кривизны, объединяясь с пленочной влагой, текущей по ней в поле центробежных сил. На стыках секторных колец за счет поля центробежных сил и перепада давлений влага вместе с частью пара поступает через влагозаборные щели в камеру. Такая конструкция сепаратора влаги позволяет удалить из потока пара практически всю пленочную влагу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сепаратор влаги, содержащий включенное в паропровод поворотное колено, установленное в наружном кожухе и образующее с ним влагосборную камеру, сообщенную с полостью колена посредством влагозаборных щелей, выполненных в колене, отличающийся тем, что он снабжен влагозадерживающими порогами, а поворотное колено состоит из последовательно установленных по ходу пара секторных колец, причем влагозаборные щели выполнены между кольцами, а влагозадерживающие пороги установлены в каждой паре смежных колец на последующем по ходу пара кольце по длине соответствующих влагозаборных щелей.

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что смежные секторные кольца скреплены между собой скобами, распределенными по длине каждой влагосборной щели.