РАСПЫЛИТЕЛЬ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ЧЕРЕЗ КАНАЛ Российский патент 2009 года по МПК F28B9/02 

Область техники, к которой относится изобретение

В рамках настоящего документа, описывающего устройство, понижающее уровень шума, и соответствующий способ, предложены аппаратура и способ, предназначенные для создания распылителя (рассеивателя) с регулируемым входным размером с целью существенного понижения низкочастотных шумов и соответствующих вибраций, в частности, при применении на промышленных предприятиях, в том числе внутри канала, который подсоединен к применяемому в энергоблоках конденсатору с воздушным охлаждением. Более конкретно, предлагается встроенный распылитель, сформированный индивидуальными блоками, понижающими давление текучей среды и имеющими вид оконных панелей или стеклоблоков. Указанные устройства скомпонованы в виде сборки, закрепленной в раме и сводящей к минимуму ограничение потока текучей среды в канале за распылителем.

Уровень техники

Для многих приложений на промышленных предприятиях необходима эффективная работа редукционных устройств, контролирующих или создающих падение давления. Одним из примеров являются электростанции, на которых регулируемые редукционные устройства используются как в стандартном технологическом режиме, так и в случае работы при пиковой эффективности. Современные электростанции или энергоблоки применяют для генерации энергии паровые турбины. В так называемом обводном режиме подобного энергоблока, например во время технического обслуживания турбины или ее отключений (когда непрерывная работа парового котла более экономична, чем полное его отключение, или во время обычных включений и выключений блока), пар, обходящий турбину через обводной контур, необходимо регенерировать, переводя его в состояние воды. В обводном режиме применяют дополнительные трубы и клапаны, обеспечивающие обход паровой турбины и перенаправление пара в редукционный контур для регенерации с целью дальнейшего использования. При регенерации пара, поступившего из обводного контура, и отходящего турбинного пара часто используют конденсаторы с воздушным охлаждением. Они способствуют удалению тепла посредством охлажденного воздуха, нагнетаемого в поперечном направлении в теплообменник, в котором циркулирует пар. Таким образом, указанные установки конденсируют насыщенный пар, предваряя его возвращение в насосы, подающие воду.

Поскольку обводной пар не производит работы посредством турбины, его давление и температура больше, чем у отходящего турбинного пара. Чтобы можно было применить более экономичные каналы уменьшенного диаметра, часто используют редукционные устройства, понижающие давление текучей среды и известные под названием "распылители" ("spargers"). Они позволяют понизить давление обводного пара в канале конденсатора до конечного уровня. Типичные распылители сконструированы в виде полого корпуса, в который поступает обводной пар, причем полые стенки корпуса имеют множество входов, обеспечивающих для текучей среды проходы к наружной поверхности. Функция распылителей заключается в разделении поступающей текучей среды на постепенно уменьшающиеся в сечении высокоскоростные струи. Тем самым указанное устройство понижает давление поступающего обводного пара до его входа в конденсатор с воздушным охлаждением и в приемлемых пределах испаряет любое количество остаточных струй воды.

Для типичных распылителей требуется достаточная регулируемая площадь сечения потока. Поэтому при монтаже их вводят в канал конденсатора на значительное расстояние. Однако недостатком такого варианта является нежелательное воздействие ограничения потока пара после распылителей внутри канала конденсатора. Кроме того, величина давления редуцированного обводного пара обычно лежит в интервале 2×10⁵ Па-10×10⁵ Па, а во время отключения турбины давление внутри канала конденсатора, как правило, находится на уровне низкого вакуума. Когда редуцированный обводной пар проходит через типичные блоки распылителя и попадает в указанный канал, давление текучей среды после прохождения через ограниченные проходы, образованные распылительными блоками, понижается, а затем потенциальная энергия текучей среды преобразуется в кинетическую в форме турбулентного движения среды. В конденсационной системе с воздушным охлаждением такое движение может создавать нежелательные аэродинамические условия, индуцирующие физическую вибрацию и значительный шум. Для достижения требуемого понижения энергии подобного рода габаритный объем типичного распылителя приходится увеличивать. Как известно специалистам в данной области, указанное увеличение объема может существенно повысить так называемое противодавление в канале конденсатора, которое может оказать вредное воздействие на работу турбины. Таким образом, возникает потребность в распылителе, позволяющем в значительной степени устранить низкочастотные шумы, производимые, как правило, при взаимодействии распылительных устройств с каналом. Указанные шумы могут иметь негативный характер, заключающийся в разрушении элементов конструкции и наведении нежелательной вибрации в канале конденсатора. Распылитель должен также сводить к минимуму более высокие частоты (вплоть до 8000 Гц), как это требуется существующими правилами, без значительного увеличения противодавления в системе.

Раскрытие изобретения

Таким образом, первый аспект, касающийся предлагаемого устройства, понижающего уровень шума (в частности, аэродинамического и конструкционного шума), заключается в разработке устройства, понижающего давление текучей среды, такого как распылитель. Согласно изобретению распылитель для применения совместно с ассоциированным с ним каналом содержит множество индивидуальных распылительных блоков, понижающих шум. Каждый индивидуальный блок выполнен в виде "оконной панели" или "стеклоблока" и содержит стопу, составленную из плоских пластин, предпочтительно расположенную между сплошной верхней пластиной и сплошной нижней пластиной.

Плоские пластины в каждой стопе предпочтительно ориентированы, по существу, поперек или, по существу, параллельно продольной оси ассоциированного канала. При этом данные пластины могут иметь множество входных прорезей на одной стороне, множество выходных прорезей на противоположной стороне и набор проходов между соответствующими входными прорезями и выходными прорезями, обеспечивающих для текучей среды возможность протекать между входными и выходными прорезями. В этом варианте отношение количества выходных прорезей к количеству входных прорезей составляет, по меньшей мере, 4:1.

Среди указанных плоских пластин предпочтительно имеются сопрягающие пластины и пластины, формирующие поток (далее - формирующие пластины), причем каждая формирующая пластина имеет входные прорези и выходные прорези, а каждая сопрягающая пластина имеет сопрягающие зоны. Альтернативно, каждая из плоских пластин содержит как формирующие зоны, так и сопрягающие зоны.

Распылитель содержит также несущую раму, которая способна поддерживать множество индивидуальных распылительных блоков в сборке типа решетки "оконная панель" специального или стандартного размера и адаптирована для прикрепления к стенке канала конденсатора. В соответствии с плоской или изогнутой формой стенки решетка и распылитель в целом могут иметь форму плоской панели или изогнутую форму соответственно. Плоские пластины предпочтительно выступают относительно несущих рам внутрь и наружу канала. При этом желательно, чтобы протяженность его части, выступающей наружу, была больше части, выступающей внутрь, с соответствующим уменьшением препятствия, возникающего для потока текучей среды внутри канала конденсатора из-за давления распылителя.

Индивидуальные распылительные блоки могут быть смонтированы в несущей раме бок-о-бок, тогда как внутри канала перед распылителем может быть установлен контролирующий блок, регулирующий поток на входе распылителя. При этом указанный блок, по существу, прилегает к входам индивидуальных распылительных блоков и выполнен с возможностью регулирования эффективного сечения потока, попадающего на распылитель, создавая тем самым переменное противодавление в канале для минимизации шума и вибрации, производимых распылителем.

Контролирующий блок предпочтительно содержит, по меньшей мере, одну заслонку, установленную с возможностью изменения положения, и/или плоскую задвижку с линейным перемещением.

При этом заглубление распылителя в канал конденсатора должно быть минимальным, т.е. после него поток пара в указанном канале должен испытывать минимальные ограничения. Кроме того, использование описанного распылителя должно обеспечивать низкий и предсказуемый уровень суммарного шума и вибрации, в частности понижать уровень шума в режиме обхода турбины энергоблока.

В своем конкретном выполнении устройство по изобретению, предназначенное для понижения давления текучей среды, содержит множество индивидуальных блоков, понижающих давление текучей среды, каждый из которых содержит стопу, составленную из плоских пластин. При этом каждая пластина содержит множество формирующих проходов, сообщающихся с множеством входов, расположенных на первом конце устройства, и с множеством выходов, расположенных на втором конце устройства, который находится, по существу, напротив его первого конца. Подобные проходы существенно понижают давление текучей среды между множеством входов и выходов.

В предпочтительном варианте множество пластин, собранных в стопу, состоит из чередующихся первых и вторых пластин. В этом варианте первая пластина содержит входную формирующую зону, имеющую прорези, проходящие на некоторое расстояние от первого конца по направлению ко второму концу, и выходную формирующую зону, имеющую прорези, проходящие на некоторое расстояние от второго конца по направлению к первому концу, а вторая пластина имеет, по меньшей мере, одну сквозную сопрягающую зону. Пластины расположены в стопе так, чтобы направлять поток текучей среды только через прорези входной формирующей зоны первой пластины, сообщающиеся с сопрягающими зонами в прилегающих вторых пластинах, к формирующим прорезям выходной зоны, по меньшей мере, в одной первой пластине. При этом поток текучей среды разделяется по двум исходным аксиальным направлениям, попадая далее в сопрягающие зоны с множеством радиальных направлений потока, а затем, распределяясь через множество прорезей выходных зон, по меньшей мере, в одной первой пластине.

Отношение количества выходных прорезей (прорезей выходных зон) к количеству входных прорезей (прорезей входной формирующей зоны) предпочтительно составляет, по меньшей мере, 2:1.

Устройство по изобретению содержит также несущую раму, способную поддерживать множество индивидуальных блоков, понижающих давление текучей среды, которые образуют сборку типа решетки. При этом индивидуальные блоки, понижающие давление, предпочтительно смонтированы в несущей раме бок-о-бок.

Согласно еще одному варианту устройства по изобретению его устанавливают внутри конденсатора с воздушным охлаждением. При этом используют набор индивидуальных шумопонижающих блоков из пластин, собранных в стопу. Указанные блоки, кроме того, обеспечивают предсказуемое противодавление по отношению к регулирующему клапану, установленному по направлению потока текучей среды перед устройством.

Изобретение охватывает также способ существенного уменьшения ограничения потока текучей среды через канал, а также нежелательных шума и вибрации, сопровождающих такое ограничение. Способ по изобретению включает этапы:

прикрепления несущей рамы к отверстию в стенке канала,

формирования стоп плоских пластин таким образом, чтобы стопы содержали плоские пластины, имеющие набор входных отверстий у первого конца и набор выходных отверстий у противоположного второго конца,

установки множества стоп плоских пластин в несущую раму и

расположения множества стоп плоских пластин таким образом, чтобы относительно канала они выступали наружу на большее расстояние, чем внутрь.

Согласно предпочтительным вариантам способа этап формирования стоп плоских пластин дополнительно включает обеспечение отношения количества выходных отверстий к количеству входных отверстий, составляющего, по меньшей мере, 2:1. При этом формирование плоских пластин, входящих в состав каждой стопы плоских пластин, осуществляют таким образом, чтобы каждая пластина содержала как сопрягающую зону, так и формирующую зону. Альтернативно, способ по изобретению дополнительно включает этап компоновки плоских пластин таким образом, чтобы каждая стопа плоских пластин содержала как формирующие пластины, так и сопрягающие пластины.

Этап прикрепления несущей рамы к стенке канала (трубы) может включать выполнение несущей рамы с возможностью прикрепления к плоской стенке канала или к изогнутой стенке канала в соответствии с профилем канала.

Краткое описание чертежей

Особенности данного устройства для понижения уровня шума, которое представляется обладающим новизной, изложены, в частности, в прилагаемой формуле изобретения. Конструкция предлагаемого устройства будет более понятна из последующего описания, которое следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами. На различных чертежах аналогичные элементы имеют аналогичные цифровые обозначения.

Фиг.1 представляет собой перспективное изображение прямоугольной плоской сборки индивидуальных распылительных блоков, скомпонованной в виде решетки и закрепленной в несущей раме. Для создания желаемого падения давления в каждом блоке используются формирующие и сопрягающие пластины.

На фиг.1А представленная на фиг.1 решетка из распылительных блоков показана на виде сбоку.

На фиг.2 иллюстрируется применение конструкции типа "оконная панель", состоящей из представленных на фиг.1 распылительных блоков. Однако блоки в системе конденсатора с воздушным охлаждением, использующей распылитель, размещены по криволинейной (изогнутой) поверхности.

На фиг.3 распылитель типа "оконная панель" и канал конденсатора по фиг.2 представлены в поперечном сечении.

Фиг.4А представляет собой увеличенное перспективное изображение пространственно разделенных индивидуальных сопрягающих и формирующих пластин изображенного на фиг.1 индивидуального распылительного блока.

Фиг.4В представляет собой увеличенное перспективное изображение альтернативного варианта выполнения индивидуальных пластин индивидуального распылительного блока. Как видно из чертежа, формирующие и сопрягающие зоны скомбинированы в одной пластине.

На фиг.5 показанные на фиг.4А пластины представлены в увеличенном масштабе и в виде сборки.

Фиг.6 - это перспективное изображение альтернативного варианта распылителя, скомпонованного из распылительных блоков, показанных на фиг.1.

Фиг.7А - это перспективное изображение блока регулирования потока с переставляемыми заслонками, предназначенного для распылительного блока типа "оконная панель".

Фиг.7В - это перспективное изображение блока регулирования потока с линейно перемещаемой задвижкой, предназначенного для распылительного блока типа "оконная панель".

Осуществление изобретения

Для всесторонней оценки преимуществ, обеспечиваемых распылителем и устройством, понижающим уровень шума, по настоящему изобретению, необходимо иметь общие представления о принципах работы паротурбинного энергоблока и, в особенности, о работе используемого в нем замкнутого пароводяного контура. Полное описание такого энергоблока приведено в патентной заявке США №20040177613, 16.09.2004, озаглавленной "Устройство и способ понижения уровня шума для конденсационных систем с воздушным охлаждением". Указанная заявка включена в настоящее описание посредством ссылки.

Во время определенных рабочих стадий энергоблока, таких как запуск системы и отключение турбины, в обход паровой петли турбины подключается так называемый обводной контур. В различных модификациях распылителей, известных из уровня техники, в том числе и для варианта, описанного в указанной заявке №20040177613, устройства, понижающие уровень шума, или так называемые распылители вдвигают на значительное расстояние во внутренний объем канала конденсатора. Такие распылители создают необходимое падение давления текучей среды (требуемое для конденсатора с воздушным охлаждением), разбивая поступающий поток на много небольших струй посредством множества проходов, сформированных вдоль наружных кромок большого количества распылительных блоков. В конденсаторе с воздушным охлаждением положение таких распылительных блоков и промежутки между указанными блоками определяют аэродинамические характеристики пара.

Что касается решетчатого распылителя по настоящему изобретению, обозначенного в целом на фиг.1 как 20, из указанного чертежа видно, что он сформирован из множества индивидуальных панельных распылительных блоков 22. На фиг.1 и 1А показано, что блоки 22, формирующие решетчатый распылитель 20, смонтированы в сборку с закреплением в несущей раме 24. Каждый индивидуальный блок 22 содержит множество собранных в стопу плоских пластин 38, состоящее из формирующих пластин 26 и сопрягающих пластин 28. Как видно из фиг.1А, с правой (на данном чертеже) стороны рамы расположена только небольшая часть по ширине блоков 22 (соответствующая отрезку 22а), а более длинный участок (соответствующий отрезку 22b) размера по ширине расположен слева (см. этот же чертеж). Таким образом, по сравнению с известными распылителями распылительные блоки 22 согласно изобретению введены в канал 30 конденсатора на существенно уменьшенное расстояние.

В предпочтительном варианте выполнения устройства, понижающего уровень шума, распылитель 20 установлен так, чтобы поток текучей среды (изображенный на фиг.1 проходящим в направлении стрелок А-А) протекал в поперечном направлении (если используют квадратный канал) или радиально (если используют круглый канал) относительно направления (обозначенного стрелками В на фиг.2) потока пара, проходящего через канал 30 конденсатора и напорную камеру 36 распылителя. Однако из-за малой общей ширины решетчатого распылителя 20 (т.е. вследствие небольшого расстояния, на которое распылитель введен в канал 30 конденсатора), ограничение (сужение) потока текучей среды в этом канале и, таким образом, противодавление, часто вызываемое обычными распылительными блоками в ассоциированной паровой турбине во время ее нормальной работы, имеют небольшую величину.

На фиг.3 показан решетчатый распылитель 20, сформированный не в плоской, а в изогнутой панельной конфигурации. Распылитель установлен и используется совместно с имеющим круглое сечение каналом 30 конденсатора с воздушным охлаждением. Распылитель с помощью несущей рамы 24 прикреплен внутри напорной камеры 36 непосредственно к поверхности стенки 32 канала 30, причем таким образом, чтобы во внутренний объем канала выступал только меньший участок 22а каждого распылительного блока 22, а основная часть блока выступала наружу относительно канала 30 на увеличенное расстояние 22b, попадая в зону, перекрытую напорной камерой 36. Обводной трубчатый канал 34 с клапаном соединен у одного конца с напорной камерой 36 распылителя, перекрывающей изогнутый решетчатый распылитель 20, установленный на стенке 32, а у другого - с каналом основного пара, возвращаемого из турбины для вторичного нагрева, и/или пара низкого давления в зависимости от конкретной конструкции (не показана) системы энергоблока.

Таким образом, вместо значительного заглубления канала 30 в поток текучей среды, которое в распылителях известного типа обычно в зависимости от устройства энергоблока блокирует 1-5 м² внутренних площадей канала, в предлагаемом решетчатом распылителе 20 соответствующие распылительные блоки 22 установлены вдоль поверхности канала 30 в конструкции типа "оконная панель" в виде прилегающих друг к другу плоских "стеклоблоков" таким образом, чтобы их выдвижение в канал 30 конденсатора было минимальным. Индивидуальные распылительные блоки 22 удерживаются на месте за счет прикрепления к раме 24 распылителя с внутренней стороны.

Как правило, при диаметре канала приблизительно 7 м (обычно наружный диаметр равен приблизительно 2,5-8 м) толщина стенки 32 канала 30 составляет приблизительно только 1,2-2,5 см. Для индивидуального распылительного панельного блока 22 предпочтительная полная толщина, т.е. весь наружный размер плюс весь внутренний, или заглубленный размер (обозначенный как SD на фиг.1А), составляет не более 10-20 см, из которой в канал 30 обычно будет выступать только участок 22а с размером, равным приблизительно 5 см.

Фиг.4А, 4В и 5 иллюстрируют решетчатый распылитель 20, содержащий индивидуальные панельные (т.е. плоские) распылительные блоки 22. Каждый такой блок 22 состоит из стопы, сформированной из плоских пластин 38, которые имеют первый (внутренний) и второй (наружный) концы. Точнее, каждая формирующая пластина 26 снабжена входной зоной 40а, сформированной на ее первом конце, и выходной зоной 42а, сформированной на ее втором конце. Кроме того, как видно из фиг.4А, каждая промежуточная сопрягающая пластина 28 содержит сопрягающие зоны (вырезы) 44. Таким образом, посредством селективного выбора местоположения пластин 38 (т.е. соответствующих формирующих пластин 26 и сопрягающих пластин 28), а также их ориентации создается набор проходов 46 для текучей среды между сопрягающими зонами 44. Более конкретно, первый конец плоских пластин 26 имеет входную зону 40а, снабженную входными прорезями 40, а второй, по существу, противоположный конец пластин 26 имеет выходную зону 42а, снабженную выходными прорезями 42. Прорези 40 и 42 перекрывают часть расстояния соответственно от первого конца до второго и наоборот, причем их длины достаточны для перекрывания сопрягающих зон 44 соответствующих сопрягающих пластин 28. Тем самым создаются проходы для текучей среды, идущие от первого конца пластин до второго.

Фактически поток текучей среды 48 вводится только через прорези 40 входных зон формирующих пластин 26, состыкованные с сопрягающими зонами 44 в соседних сопрягающих пластинах 28, и движется по направлению к прорезям 42 выходных зон в формирующих пластинах 26. В результате траектория потока текучей среды разделяется на два исходных аксиальных (т.е. поперечных основному потоку пара) направления, проходит затем в сопрягающие зоны 44, получая множество радиальных (т.е. поперечных) направлений, и распределяется далее через множество прорезей выходных зон в формирующих пластинах. Как видно из фиг.4А, для данного распылительного блока 22 количество выходных прорезей 42 на втором конце больше, чем количество входных прорезей 40 на первом конце. Предпочтительно, чтобы соотношение количества данных прорезей составляло, по меньшей мере, приблизительно 2:1, а еще лучше - 4:1 и больше. Однако, не выходя за границы идеи и объема изобретения, можно использовать и все другие соотношения, превышающие 1:1. Увеличение указанного соотношения способствует дополнительному существенному разбиению потока текучей среды 48.

На фиг.4В представлено альтернативное выполнение стопы плоских пластин 38. В данном случае соответствующие формирующие и сопрягающие зоны скомбинированы в одной пластине, т.е. левая половина (см. чертеж) каждой верхней и нижней пластин 38 имеет сопрягающую зону 44, в то время как их правая половина содержит формирующую зону. При этом входная и выходная зоны (соответственно 40а и 42а) формирующей зоны снабжены входными и выходными прорезями (соответственно 40 и 42). При этом структура средней пластины 38 имеет обратный характер. По существу, чередуя соответствующие сопрягающие и формирующие зоны смежных пластин 38, собранных в стопу, можно сформировать внутри стопы потоки требуемого характера.

В процессе работы поток текучей среды 48 поступает в соответствующий распылительный блок 22, имеющий вид оконной панели, у его первого конца через входные прорези 40. Далее поток протекает через проходы 46, образованные сопрягающей зоной 44. Например, как видно из фиг.5, геометрия траектории потока, сформированная внутри распылительного блока 22, обеспечивает постепенные понижения давления за счет образования зон восстановления давления. В указанных зонах поток текучей среды ускоряется при проходе через ограничивающие проходы, образованные входными прорезями 40, а далее получает возможность расшириться и перемешивается внутри сопрягающих зон 44 (показанных на фиг.4В) с последующим понижением давления. В дополнение к сказанному у выходных прорезей 42 на втором конце поток подразделяется на все более мелкие порции, а это позволяет избежать взаимодействий потоков, т.е. дополнительно уменьшить шум. В предпочтительном варианте осуществления изобретения использована стопа 39, содержащая четыре одинаковые пластины 38, ориентированные соответствующим образом, чтобы образовать панельный распылительный блок 22, а также сплошные верхнюю и нижнюю пластины 47а, 47b. В каждом панельном распылительном блоке 22 пластины 47а и 47b (см. фиг.5, на которой для наглядности в пластине 47а сделан вырыв) обеспечивают при протекании через данный блок отклонение потока текучей среды от исходного направления требуемым образом. Кроме того, они помогают обеспечить прикрепление плоских пластин 38 распылительного блока 22 к раме 24 и далее к каналу 30 конденсатора. В каждом блоке 22, входящем в состав решетчатого распылителя 20, суммарное количество пластин 38 зависит от требований применяемого процесса (например, от желаемого падения давления и/или от размера канала), а также от свойств используемой текучей среды. Предпочтительно, чтобы указанное закрепление происходило вдоль поверхности наружной стенки 32 канала 30.

Как показано на фиг.1 и 1А, каждый распылительный блок 22 типа "оконная панель" прикреплен к несущей раме 24, которая формирует сборку блоков указанного типа, закрепленную в рабочем положении на стенке 32 канала 30. В результате несущая рама 24 выполняет функцию поддержки каждого индивидуального блока 22 в составе распылителя 20 вдоль стенки 32 канала 30. Должно быть понятно, что не имеет значения, параллельно или аксиально располагаются соответствующие плоские пластины 38 относительно центральной продольной оси CL канала 30 конденсатора. Другими словами, предполагается, что указанные пластины будут работать хорошо при любой ориентации.

На фиг.6 представлен альтернативный вариант, отражающий другой аспект изобретения. Изображен решетчатый распылитель 20 в виде сборки блоков типа оконных панелей, прикрепленных к удлиненной и имеющей прямоугольное сечение напорной камере 60 в трубопроводной системе конденсатора. Представленная конструкция предназначена для конденсационной системы с воздушным охлаждением, используемой в энергоблоке. Напорные узлы такого типа способны выдерживать большие давления, достигающие, например, уровней порядка 7x10⁵ Па, и обеспечивают возможность последующего создания противодавления на обводных клапанах турбины (не показаны) в энергоблоке. В данном варианте осуществления решетчатый распылитель 20 сформирован из индивидуальных блоков 22 типа "оконная панель", закрепленных в каркасе 62 и поддерживаемых им. Предпочтительно изготовить указанный каркас из подходящего материала типа конструкционной стали. Как и в предыдущем примере, каждый индивидуальный распылительный блок 22 сформирован из стопы 39 индивидуальных плоских пластин 38.

В следующем альтернативном варианте осуществления по настоящему описанию, представленном на фиг.7А, предусмотрено наличие контролирующего блока 61, используемого для плавного регулирования потока 48 текучей среды, проходящего через распылительный блок 22. Блок 61 состоит из набора заслонок 64а-64d, установленных с возможностью изменения положения. Его можно сформировать из множества таких деталей, расположенных в виде решетки, которая образует комплект заслонок. Заслонки 64a-64d удерживаются комплектом удлиненных крепежных осей 70a-70d, установленных с возможностью поворота и зафиксированных у первого конца 67a-67d. Ко второму концу 68a-68d заслонок, по существу, напротив первого конца, также с возможностью поворота прикреплены приводные планки 72а-72b. Всю укомплектованную сборку заслонок 64 указанного типа можно привести в действие, активируя единственный ее элемент, например заслонку 64а. Предусмотрена возможность регулирования положения заслонок посредством исполнительного механизма, известного специалистам в этой области, такого как линейный привод 75. В конечном счете положение заслонок по отношению к поперечному потоку, обозначенному стрелкой 48, определяет отверстие с меняющейся конфигурацией, что позволяет точно регулировать рабочую площадь распылителя.

Меняющаяся конфигурация входного отверстия облегчает контроль за суммарным поступающим в распылитель потоком текучей среды, например, посредством пропорционального перекрытия или ограничения его заслонками 64a-64d. Как известно, при перекрытии потока текучей среды во время прохождения его через диафрагму или входное отверстие создается так называемое "противодавление" в области, расположенной выше по потоку относительно зоны, определенной заслонками. В данном случае такая цепь регулирования потока, кроме того, предоставляет возможность создать контролируемое противодавление на расположенном выше по потоку регулирующем клапане (не показан) обводной системы турбины. Заслонки 64, показанные на фиг.7А, можно поместить в потоке до или после распылительных блоков 22. Переменное противодавление, создаваемое за счет таких заслонок, может помочь свести к минимуму шум, производимый всей системой, в широком интервале потоков пара.

Аналогичным образом, для изменения рабочей площади проходного сечения блоков 22 типа "оконная панель" можно использовать также устройство с линейно переставляемой пластиной, представленное на фиг.7 В и подобное плоской задвижке, известной специалистам в данной области. Плоская пластина (задвижка) 82 перемещается по направляющим, выполненным в раме 84. Перемещение происходит параллельно оси 86, по существу параллельно раме 84. К задвижке для контроля или изменения ее положения в раме 84 можно прикрепить какой-либо из многочисленных обычных приводов (не показан). Подобно альтернативному варианту осуществления, представленному на фиг.7А и использующему заслонки, установленные с возможностью изменения положения, вариант с регулируемой задвижкой позволяет контролировать площадь проходного сечения распылителя. Как указывалось выше, такие блоки, регулирующие поток, обеспечивают точное управление противодавлением внутри системы распылителя.

Как должно быть понятно, индивидуальные распылительные блоки 22, имеющие вид оконной панели или "стеклоблоков", можно скомпоновать в сборки стандартных размеров. В частности, в случае использования их с каналом 30 конденсатора, имеющим габаритный диаметр 8,4 м, указанные размеры лежат, например, в интервале 1,3-3,8 м. В порядке альтернативы каждый распылительный блок 22 можно сформировать по размерам, выбранным заказчиком, т.е. изготовить распылитель 20 типа "оконная панель", габариты которой подобраны для конкретного практического приложения. Для соответствия требованиям, предъявляемым пониженным или повышенным расходом массы, более низким падением давления и другими изменениями эксплуатационных параметров, предусмотрена возможность уменьшать или увеличивать размер и/или количество индивидуальных распылительных блоков, имеющих вид оконной панели и используемых в данной несущей раме.

Таким образом, существенное преимущество распылителя по настоящему изобретению заключается в том, что в отличие от известных конструкций такого назначения предлагаемый распылитель сводит к минимуму ограничение потока пара, проходящего в канале 30 конденсатора мимо распылителя. Данное преимущество обусловлено тем, что выходы распылительных блоков 22 не выступают в канал 30 на сколько-нибудь существенное расстояние. Кроме того, поскольку выходы всех соответствующих блоков 22 ориентированы поперечно потоку пара внутри канала 30 (или, в альтернативном варианте, параллельно оси канала), заметного перераспределения состава струи выходящего потока текучей среды не происходит. В результате в распылителе по настоящему изобретению в отличие от известных распылительных блоков, по существу, устранены любые проблемы, связанные с повышенным шумом или вибрацией.

Предлагается также способ формирования распылителя, понижающего шум и вибрации, размеры которого можно настраивать гибким образом. Указанный способ включает следующие этапы: несущую раму устанавливают в отверстие в стенке соответствующего канала, такого как канал конденсатора; затем компонуют различные блоки из плоских пластин, собранных в стопу, таким образом, чтобы данные блоки содержали плоские пластины, имеющие набор входных отверстий у первого конца и набор выходных отверстий у противоположного второго конца. После этого множество таких блоков плоских пластин, собранных в стопу, монтируют внутри несущей рамы, расположенной на стенке канала, чтобы создать требуемую конфигурацию таких блоков. Относительно канала указанное множество блоков в собранном состоянии выдвинуто наружу на большее расстояние, чем внутрь.

Дополнительные этапы данного способа формирования распылителя, понижающего шум и вибрации, могут быть такими: плоские пластины, входящие в виде стопы в каждый блок, можно скомпоновать таким образом, чтобы в блоках чередовались формирующие и сопрягающие пластины. Независимо от этого отношение количества выходных отверстий к количеству входных может составлять, по меньшей мере, 2:1, а несущую раму можно изготовить так, чтобы имелась возможность прикрепить ее как к плоской, так и к изогнутой стенке канала или, другими словами, чтобы изготовление рамы обеспечивало надлежащее соответствие форме стенки канала.

Подробное описание было приведено только для облегчения понимания изобретения. Из него не следует выводить какие-либо дополнительные ограничения, поскольку для специалистов в данной области будут очевидными его возможные модификации.

Решетчатый распылитель (рассеиватель) переменного размера сформирован из индивидуальных распылительных блоков и предназначен для применения в качестве устройства, понижающего уровень шума. Распылитель заданным образом уменьшает давление текучей среды с целью существенного понижения аэродинамического шума и конструкционных вибраций, производимых текучей средой, протекающей сквозь распылитель. Распылитель сформирован в виде решетчатой конструкции типа "оконная панель" и состоит из панельных индивидуальных блоков, каждый из которых закреплен в несущей раме. Для каждого блока использована индивидуальная стопа плоских пластин, причем пластины имеют соответствующие входные прорези и выходные прорези, а также сопрягающие зоны. В результате создается набор проходов, по существу, разделяющих поток пара на уменьшенные порции с целью понижения давления текучей среды. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Распылитель для применения совместно с ассоциированным с ним каналом, содержащий:
множество индивидуальных распылительных блоков, каждый из которых содержит стопу, составленную из плоских пластин, и
несущую раму, способную поддерживать множество индивидуальных распылительных блоков в сборке типа решетки, при этом несущая рама адаптирована для прикрепления к стенке канала.

2. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что среди плоских пластин имеются формирующие пластины и сопрягающие пластины.

3. Распылитель по п.2, отличающийся тем, что каждая формирующая пластина имеет входные прорези и выходные прорези, а каждая сопрягающая пластина имеет сопрягающие зоны.

4. Распылитель по п.2, отличающийся тем, что стопа плоских пластин расположена между сплошной верхней пластиной и сплошной нижней пластиной.

5. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что индивидуальные распылительные блоки смонтированы в несущей раме бок о бок.

6. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что плоские пластины имеют множество входных прорезей на одной стороне, множество выходных прорезей на противоположной стороне и набор проходов между соответствующими входными прорезями и выходными прорезями, обеспечивающих для текучей среды возможность протекать между входными и выходными прорезями.

7. Распылитель по п.6, отличающийся тем, что отношение количества выходных прорезей к количеству входных прорезей составляет, по меньшей мере, 4:1.

8. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что плоские пластины в каждой стопе ориентированы, по существу, поперек или, по существу, параллельно продольной оси ассоциированного канала.

9. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что несущая рама адаптирована для прикрепления к каналу конденсатора, имеющему плоскую стенку, или к каналу с изогнутой стенкой.

10. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что плоские пластины выступают относительно несущих рам внутрь и наружу канала, причем протяженность его части, выступающей наружу, больше, чем части, выступающей внутрь, с соответствующим уменьшением препятствия, возникающего для потока текучей среды внутри канала конденсатора из-за давления распылителя.

11. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что внутри канала перед распылителем установлен контролирующий блок, регулирующий поток на входе распылителя, при этом указанный блок, по существу, прилегает к входам индивидуальных распылительных блоков и выполнен с возможностью регулирования эффективного сечения потока, попадающего на распылитель, создавая тем самым переменное противодавление в канале для минимизации шума и вибрации, производимых распылителем.

12. Распылитель по п.11, отличающийся тем, что контролирующий блок содержит, по меньшей мере, одну заслонку, установленную с возможностью изменения положения.

13. Распылитель по п.11, отличающийся тем, что контролирующий блок содержит плоскую задвижку с линейным перемещением.

14. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что каждая из плоских пластин содержит как формирующие зоны, так и сопрягающие зоны.

15. Устройство для понижения давления текучей среды, содержащее:
множество индивидуальных блоков, понижающих давление текучей среды, каждый из которых содержит стопу, составленную из плоских пластин, а каждая пластина содержит множество формирующих проходов, сообщающихся со множеством входов, расположенных на первом конце устройства, и со множеством выходов, расположенных на втором конце устройства, который находится, по существу, напротив его первого конца, а проходы существенно понижают давление текучей среды между множеством входов и выходов, и
несущую раму, способную поддерживать множество индивидуальных блоков, понижающих давление текучей среды, которые образуют сборку типа решетки.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что множество пластин, собранных в стопу, состоит из чередующихся первых и вторых пластин, причем
первая пластина содержит входную формирующую зону, имеющую прорези, проходящие на некоторое расстояние от первого конца по направлению ко второму концу, и выходную формирующую зону, имеющую прорези, проходящие на некоторое расстояние от второго конца по направлению к первому концу, а
вторая пластина имеет, по меньшей мере, одну сквозную сопрягающую зону, причем пластины расположены в стопе так, чтобы направлять поток текучей среды только через прорези входной формирующей зоны первой пластины, сообщающиеся с сопрягающими зонами в прилегающих вторых пластинах, к формирующим прорезям выходной зоны, по меньшей мере, в одной первой пластине, при этом поток текучей среды разделяется по двум исходным аксиальным направлениям, попадая далее в сопрягающие зоны с множеством радиальных направлений потока, а затем распределяясь через множество прорезей выходных зон, по меньшей мере, в одной первой пластине.

17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что стопа плоских пластин расположена между сплошной верхней пластиной и сплошной нижней пластиной.

18. Устройство по п.15, отличающееся тем, что индивидуальные блоки, понижающие давление, смонтированы в несущей раме бок о бок.

19. Устройство по п.16, отличающееся тем, что отношение количества выходных прорезей к количеству входных прорезей составляет, по меньшей мере, 2:1.

20. Способ существенного уменьшения ограничения потока текучей среды через канал, а также нежелательных шума и вибрации, сопровождающих такое ограничение, включающий этапы:
прикрепления несущей рамы к отверстию в стенке канала, формирования стоп плоских пластин таким образом, чтобы стопы содержали плоские пластины, имеющие набор входных отверстий у первого конца и набор выходных отверстий у противоположного второго конца,
установки множества стоп плоских пластин в несущую раму и
расположения множества стоп плоских пластин таким образом, чтобы относительно канала они выступали наружу на большее расстояние, чем внутрь.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что дополнительно включает этап компоновки плоских пластин таким образом, чтобы каждая стопа плоских пластин содержала как формирующие пластины, так и сопрягающие пластины.

22. Способ по п.20, отличающийся тем, что этап формирования стоп плоских пластин дополнительно включает обеспечение отношения количества выходных отверстий к количеству входных отверстий, составляющего, по меньшей мере, 2:1.

23. Способ по п.20, отличающийся тем, что этап прикрепления несущей рамы к стенке канала включает выполнение несущей рамы с возможностью прикрепления к плоской стенке канала или к изогнутой стенке канала в соответствии с профилем канала.

24. Способ по п.20, отличающийся тем, что этап формирования плоских пластин, входящих в состав каждой стопы плоских пластин, осуществляют таким образом, чтобы каждая пластина содержала как сопрягающую зону, так и формирующую зону.