СИСТЕМА ОЧИСТКИ ДРЕНАЖА Российский патент 2011 года по МПК F28G9/00 

Настоящее изобретение относится в основном к паровым турбинам и в частности к системам очистки дренажа паровых турбин.

По меньшей мере, некоторые известные паровые турбины содержат корпус, включающий в себя верхнюю половину и нижнюю половину, собранные вместе встык. Соединенные половины корпуса образуют кожух, окружающий вращающийся элемент турбины. При работе водяной конденсат может скапливаться в нижней половине корпуса. Воду удаляют, используя дренажные каналы, образованные в нижней половине корпуса. Влага, скапливающаяся в нижней половине корпуса, направляется к этим дренажным каналам. Во время длительных периодов работы дренажные проходы могут забиваться грязью, накипью или химическими отложениями. Забитые каналы приводят к тому, что в паровом контуре остается избыточное количество влаги. Избыточное количество влаги способствует эрозии компонентов парового контура.

В некоторых известных турбинах отложения, образовавшиеся в дренажных каналах, удаляют путем отключения и разборки паровой турбины. Следовательно, дренажные каналы доступны для очистки только во время остановок на крупный ремонт.

Согласно одному объекту настоящего изобретения создана система очистки дренажа корпуса. Система очистки дренажа содержит камеру очистки. Камера очистки образована надстройкой камеры очистки. Камера очистки дополнительно образована дренажным участком камеры очистки, содержащим дренажное отверстие. Надстройка камеры очистки соединена с внешней поверхностью корпуса. Внешняя поверхность содержит дренажный канал, проходящий сквозь него. Надстройка камеры очистки окружает дренажный канал. Система очистки дополнительно содержит источник очищающей текучей среды, сообщающийся по потоку с камерой очистки. Источник очищающей текучей среды выполнен с возможностью подачи потока очищающей текучей среды в камеру очистки.

Кроме того, предлагается способ эксплуатации системы очистки дренажа. Способ содержит этапы, на которых принимают сливающийся поток из дренажного канала в камере очистки, сообщающейся с дренажным каналом, дренируют камеру очистки через отверстие, подают поток очищающей текучей среды в камеру очистки и генерируют обратный поток в дренажный канал, используя противодавление, образуемое расходом очищающей текучей среды и отверстием.

Дополнительно, предлагается паровая турбина. Паровая турбина содержит корпус и систему очистки дренажа, выполненную с возможностью очистки дренажного канала, который дренирует корпус. Система очистки содержит камеру очистки, соединенную с корпусом и окружающую дренажный канал. Камера очистки содержит надстройку и дренажный участок камеры очистки, соединенный с надстройкой. Дренажный участок камеры очистки содержит дренажное отверстие. Система очистки также содержит источник очищающей текучей среды, сообщающийся с камерой очистки. Источник очищающей среды выполнен с возможностью подачи потока очищающей текучей среды в камеру очистки.

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схематическая иллюстрация примера паровой турбины с двумя противоположно направленными потоками; и

фиг.2 - схематическая иллюстрация системы очистки дренажа, которая может использоваться в паровой турбине с фиг.1.

Фиг.1 является схематической иллюстрацией примера паровой турбины 10 с противоположно направленными потоками. Турбина 10 содержит первый и второй участки 12 и 14 низкого давления. Как известно специалистам в данной области техники, каждый участок 12 и 14 турбины содержит множество ступеней диафрагм (не показаны на фиг.1). Через участки 12, 14 проходит вал 16 ротора. Каждый участок 12, 14 низкого давления содержит сопла 18 и 20. Единый внешний кожух или корпус 22 разделен по горизонтальной плоскости и в осевом направлении на верхнюю и нижнюю половины 24 и 26 соответственно и перекрывает оба участка 12, 14 низкого давления. Центральный участок 28 корпуса 22 содержит впускной патрубок 30 для пара низкого давления. Во внешнем кожухе 22 участки 12, 14 низкого давления содержат один пролет между опорами, роль которых выполняют подшипники 32 и 34 скольжения. Делитель 40 потока проходит между первым и вторым участками 12, 14 турбины.

Следует отметить, что, хотя на фиг.1 показана турбина низкого давления с противоположно направленными потоками, любому специалисту в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение не ограничивается турбинами низкого давления и может использоваться с любыми турбинами, включая, помимо прочего, турбины промежуточного давления и турбины высокого давления.

При работе впускной патрубок 30 для пара низкого давления принимает пар 50 низкого давления/промежуточной температуры, поступающий от источника, например турбины высокого давления или турбины промежуточного давления, по перепускной трубе (не показана). Пар 50 проходит по впускному патрубку 30, где делитель 40 потока делит поток пара на два направленные в противоположные стороны потока 52, 54. Более конкретно, пар 50 подается на участки 12, 14 низкого давления, где совершает работу, вращая вал 16 ротора. Пар выходит из участков 12, 14 низкого давления и направляется, например, в конденсатор. При работе дренажный канал (каналы) 108 в корпусе обеспечивает удаление конденсата влаги из внутренней полости корпуса 22. Со временем дренажный канал 108 в корпусе может забиваться, например, осадком, собирающимся внутри дренажного канала корпуса, что препятствует удалению влаги из полости корпуса 22. В иллюстративном варианте турбина 10 содержит систему 100 очистки дренажа, которая облегчает очистку забитого или частично забитого дренажа корпуса.

На фиг.2 схематически проиллюстрирован пример системы 100 очистки дренажа, которая может использоваться в паровой турбине 10. Корпус 22 содержит, по меньшей мере, один дренажный канал 108. Дренажный канал 108 проходит сквозь корпус 22 и выполнен с возможностью дренирования из корпуса 22 влаги, скопившейся во время работы. Система 100 очистки дренажа содержит, по меньшей мере, одну камеру 112 очистки, которая сообщается по потоку с дренажным каналом 108. В другом примере варианта осуществления корпус 22 содержит множество дренажных каналов 108. По меньшей мере, часть из множества дренажных каналов 108 содержит соответствующую камеру 112 очистки. Камера 112 очистки образована надстройкой 116 камеры очистки и дренажным участком 120 камеры очистки, соединенным с надстройкой 116. Надстройка 116 соединена с внешней поверхностью 122 корпуса 22 и окружает дренажный канал 108. В иллюстративном варианте надстройки 116 имеют цилиндрическую форму и содержат соединительные трубы-тройники 126. Как вариант, надстройки могут иметь прямоугольную форму, форму пирамиды, полусферы или любую другую форму. Альтернативно, соединение 126 выполнено не трубой-тройником, а в форме другого подходящего соединения. Дополнительно, дренажный участок 120 содержит дренажное отверстие 124. Отверстие 124 имеет диаметр 125. В иллюстративном варианте дренажное отверстие 124 является прецизионно просверленным отверстием.

Система 100 очистки дренажа также содержит источник 128 очищающей текучей среды, сообщающийся по потоку с камерой 112 очистки. Например, источник очищающей текучей среды содержит пар высокого давления или сжатый воздух. Очищающая текучая среда течет из источника 128 очищающей текучей среды по паропроводу 130 в камеру 112 очистки. В иллюстративном варианте паропровод 130 проходит от источника 128 очищающей текучей среды через выпускной корпус 129 в камеру 112 очистки. В иллюстративном варианте выпускной кожух 129 выполнен из углеродистой стали. Как вариант, выпускной кожух может быть выполнен из других подходящих материалов. В альтернативном варианте турбина 10 не содержит выпускного кожуха 129. В иллюстративном варианте источник 128 очищающей текучей среды сообщается по потоку с, по меньшей мере, некоторыми из соответствующих камер 112 очистки. В частности, паропровод 130 содержит отдельные трубы 131, соединенные с соответствующими камерами 112 очистки. В иллюстративном варианте паропровод 130 является конструкцией, состоящей из параллельных труб. Альтернативно, в паропроводе 130 используется трубная конструкция, в которой камеры 112 сообщаются по потоку друг с другом последовательно. Когда камеры 112 очистки сообщаются по потоку друг с другом последовательно, паропровод 130 может потребовать применения труб разного размера, чтобы уравнивать расход очищающей текучей среды на камеры 112 очистки и уменьшать потери напора. В иллюстративном варианте паропровод 130 имеет такой размер, чтобы одновременно подавать очищающую текучую среду в камеры 112 очистки. Альтернативно, паропровод 130 имеет такой размер, чтобы подавать очищающую текучую среду на камеры 112 очистки индивидуально. Когда очищающая текучая среда подается в камеры 112 очистки одновременно, паропровод 130 может иметь больший диаметр, чем когда камеры 112 запитываются индивидуально, для облегчения учета потерь напора из-за увеличенного расхода очищающей текучей среды в камерах 112 очистки.

Дополнительно, система 100 очистки дренажа содержит клапан 132 для инициации очистки и для регулирования потока от источника 128 очищающей текучей среды к камере 112 очистки. В иллюстративном варианте клапан 132 является клапаном, приводимым в действие вручную. Как вариант, клапан 132 является клапаном с приводом, который приводится в действие по сигналу, передаваемому на привод клапана, например, помимо прочего, соленоидом, пневмоприводом и/или электрическим приводом. Например, в одном варианте клапан 132 является клапаном с приводом, который получает сигнал для инициации очистки от контроллера турбины или от распределенной системы управления установкой.

В одном варианте система 100 очистки дренажа также содержит датчик 136, выполненный с возможностью определения расхода потока через дренажное отверстие 124. Например, в одном варианте датчик 136 является датчиком уровня, который следит за уровнем очищающей текучей среды в камере 112 очистки. Как вариант, система 100 очистки дренажа не содержит датчика 136.

По существу, при работе паровой турбины 10 камера 112 очистки принимает сливающийся поток из дренажного канала 108, который дренируется через дренажное отверстие 124. При работе паровой турбины 10 клапан 132 открывается автоматически или вручную для инициации очистки системой 100 очистки дренажа. Когда клапан 132 открыт, очищающая текучая среда течет по паропроводу 130. Затем очищающая текучей среда течет в отдельные трубы 131 и в соответствующие камеры 112 очистки.

После того как очищающая текучая среда попала в камеру 112 очистки, дренажное отверстие 124 поддерживает достаточное противодавление в камере 112, чтобы направить обратный поток очищающей текучей среды в дренажный канал 108. Обратный поток через дренажный канал 108 счищает остатки и отложения, скопившиеся в дренажном канале 108 во время работы паровой турбины 10. Очистка грязи из дренажного канала 108 предотвращает скопление избытка влаги в паровом контуре.

Вышеописанная система очистки дренажа является недорогой и высокоэффективной при очистке дренажного канала в корпусе паровой турбины, что предотвращает забивание этого канала отложениями. Отложения, накопившиеся в дренажных каналах, можно удалить без остановки паровой турбины. Дренажные каналы, в которых нет отложений, обеспечивают непрерывный слив влаги, тем самым устраняя эрозионные повреждения компонентов парового контура, вызываемые присутствием избыточного количества влаги в паре.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на различные конкретные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет очевидно, что в настоящее изобретение могут быть внесены изменения, не выходящие за пределы объема и изобретательской идеи настоящего изобретения.

Изобретение относится к паровым турбинам и к системам очистки дренажа паровых турбин. Система очистки дренажа для использования с системой дренирования корпуса содержит камеру очистки, образованную надстройкой камеры очистки, при этом камера очистки дополнительно образована дренажным участком камеры очистки, содержащим дренажное отверстие, при этом надстройка камеры очистки соединена с внешней поверхностью корпуса, которая содержит дренажный канал, проходящий сквозь него, при этом надстройка камеры очистки окружает дренажный канал; и источник очищающей текучей среды, сообщающийся по потоку с камерой очистки и выполненный с возможностью подачи потока очищающей текучей среды в камеру очистки. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки дренажного канала, уменьшить стоимость, обеспечить непрерывный слив влаги, тем самым устранить эрозионные повреждения компонентов парового контура. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система (100) очистки дренажа для использования с системой дренирования корпуса, содержащая:
камеру (112) очистки, образованную надстройкой (116) камеры очистки, при этом камера очистки дополнительно образована дренажным участком (120) камеры очистки, содержащим дренажное отверстие (124), при этом надстройка камеры очистки соединена с внешней поверхностью (122) корпуса (22), которая содержит дренажный канал (108), проходящий сквозь него, при этом надстройка камеры очистки окружает дренажный канал; и
источник очищающей текучей среды, сообщающийся по потоку с камерой очистки и выполненный с возможностью подачи потока очищающей текучей среды в камеру очистки.

2. Система (100) по п.1, выполненная с возможностью генерирования обратного потока очищающей текучей среды через дренажный канал (108).

3. Система (100) по п.1, в которой дренажное отверстие (124) имеет диаметр, обеспечивающий поддержание противодавления в камере (112) очистки, достаточного для принудительного пропускания обратного потока очищающей текучей среды через дренажный канал (108).

4. Система (100) по п.1, содержащая множество дренажных каналов (108).

5. Система (100) по п.1, в которой корпус (22) содержит множество дренажных каналов (108), при этом система очистки содержит множество камер (112) очистки, каждая из которых сообщается по потоку с, по меньшей мере, одним из множества дренажных каналов.

6. Система (100) по п.5, в которой источник очищающей текучей среды сообщается по потоку с, по меньшей мере, одной из множества камер (112) очистки.

7. Система (100) по п.6, в которой источник очищающей текучей среды сообщается по потоку с множеством камер (112) очистки через параллельную трубную конструкцию для потока и/или через последовательную трубную конструкцию для потока.

8. Система (100) по п.5, в которой источник очищающей текучей среды выполнен с возможностью подачи очищающей текучей среды в, по меньшей мере, две из множества камер (112) очистки, по существу, одновременно.

9. Система (100) по п.5, в которой источник очищающей текучей среды выполнен с возможностью подачи очищающей текучей среды во множество камер (112) очистки индивидуально.

10. Система (100) по п.1, дополнительно содержащая клапан (132), выполненный с возможностью регулирования потока очищающей текучей среды из источника очищающей текучей среды в камеру (112) очистки.