Система утилизации отработавшего пара вспомогательных турбомеханизмов корабельной энергетической установки Советский патент 1984 года по МПК F01K11/00 

Изобретение относитсся к теплоэнергетике и может быть применено преимущественно в энергетических ус тановках, работающих в широком диапазоне нагрузок и имеющих в своем составе вспомогательные турбомеханизм (вм), отработавший пар которы используется для регенеративного по догрева питательной- воды. Известна корабельная энергетичес кая установка, содержащая главный турбозубчатый.агрегат (ГТЗА), конденсатор с подключенным к нему эжек тором, турбину вспомогательных Турбо механизмов, выход которой соединен подогр,евателем питательной воды с I общесудовыми потребителями пара Cl Недостатком данной установки является невозможность ликвидации всего избытка пара во всем диапазоне возможных переменных нагрузок ГТЗА. Применение специальных ВМ малых ходов так же, как дроблений мощности ВМ и чрезмерное их резервирование ухудшает маневренные и массогабарит ные характеристики установки, отрицатепьно влияют на удобство ее рбслу живания и т-,п. Применение последних двух вариантов не всегда возможно и, как правило, также не в состоянии обеспечить полной ликвидации всего количества избыточного пара. Известна система утилизации отра ботавшего- п&р.а вспомогательных меха низмов корабельной энергетической установки, включающая турбину TTBA, конденсатор с подключенным к нему через трубопровод отсоса неконденси рукяцихся газов главным эжектором, содержащая подогреватель питательной воды, подключенный посредством труб провода отработавшего пара к турбине вспомогательных турбомеханизмов, снабженной также патрубком отвода отработавшего Пара в .проточную част турбины ГТЗА Г2Т. Аюлезный эффект от подобного использования избыточного пара сопрово дается дополнительным выигрышем в виде приращения внутреннего КПД последних ступеней главной турбины на частичных её нагрузках, так как при оптимальном выборе Meetа для ввода избыточного пара в последующих за ним ступенях п роточной части отношение окружной скорости лопаток к скорости входа в них пара приближается к значениям, имеющим место в других ступенях турбины, обуславливая общий рост внутреннего КПД всей турбины. Недостатком известной установки является существенное усложнение кон струкции главной турбины, связанной с необходимостью подвода в ее проТбчную часть избыточного отработавшего пара.ВМ. Более того, переменность параметров этого пара на раз личных режимах установки, обуславливая переменное значение оптимальной координаты точки ввода в турбину вдоль ее проточной части, вообще ставит под сомнение целесообразность такого усложнения, поскольку разработка устройства, реализующего ввод пара в различных местах проточной части турбины в зависимости от его параметров, становится проблематичной. Целью изобретения является повышение экономичности. Поставленная цель достигается тем, что система утилизации отработавшего пара вспомогательных Турбомеханизмов корабельной энергетической установки, включающей конденсатор с подключенным к нему через трубопровод отсоса неконденсируемлх газов главным эжектором, содержащая подогреватель питательной воды, подключенный посредством трубопровода отработавшего пара к турбине вспомогательных турбомеханизмов (ВМ;, снабжена дополнительным, имеющим холодильник, эжектором, установленным в трубопроводе отсоса перед главным эжектором и подключенным по рабочей среде к трубопроводу отработавшего пара при помощи регулируемого по давлению пара после турбины клапана. На чертеже, изображена система утилизации отработавшего пара вспомогательных механизмов корабельной энергетической установки. Система содержит турбину 1 вспомогательных турбомеханизмов с трубопроводом 2 отработавшего пара, подключенным к подогревателю 3 питательной воды, конденсатор 4с трубопроводом 5 отсоса неконденсируемых газов, на котором последовательно по ходу газов установлены дополнительный эжектор 6 с холодиль НИКОМ 7 и главный эжектор 8, регулируе1«ий по давлению клапан 9 с дополнительным механизм 10, размещенный на дополнительно установленном трубопроводе 11 между дополнительным эжектором 6 и трубопроводом 2 отработавшего пара, устройство 12, измеритель 13 давления пара в трубопроводе 2, задатчик 14, причем исполнительный механизм 10 клапана 9 подключен к устройству 12 Система работает следующим образом. Отраббтавший пар турбины 1 ВМ. по трубопроводу 2 поступает в качестве греющей среды в подогреватель 3, где,отдает свое тепло питательной воде. На частичных режимах работы установки уменьшающееся со снижением нагрузки ВМ количество отработавшего пара начинает превьшать уменьшающуюся .потребность в этом паре для подогрева питательной воды. В результате давление пара в трубопро воде 2 начинает расти. С достижением определенного давления, .заданного при настройке эадатчика 14, устройство 12, сравнивакняее сигналы от измерителя 13 и задатчика 14, подает на исполнительный механизм 10 управляющий сигнал для открытия регулируемого, клапана 9. Клапан 9 соединяет трубопровод 2 с дополнительным эжектором 6 и избы ток пара по трубопроводу 11 поступа ет к соплу дополнительного эжектора 6. Даже при допущении, что турбины вспомогательных механизмов имеют на выходе гораздо бсхпее низкие-противодавления порядка 2 5 кг/см, чем ранее указанные, отработавший пар, имея при этом удель ные объемы V, 0,892-0,36 , при попадании в дополнительный эжектор получает -возможность расшириться в нем до шельных объемов VP 68,2-35,6 MVKr, соответствующих г шнимально достижимым в конденсаторе давлениям 0,02-0,04 кг/см, т.е,. может расшириться в 75 - 100 раз. Приведенные цифры доказывают работоспособность такого эжектора, предназначенного для углубления ва.куумав главном конденсаторе от зна чений, обеспечиваепвлх при работе главного эжектора, до более низких значений, достижимых при последовательном подключении дополнительного эжектора к работающему главному. Через диффузор дополнительного эжек ,тора,6, минимальное проходное сечение которого определяют исходя из минимально достижимых к конденсаторе 4 давлений, предварительно сжатая в нем паровоздушная смесь из приемной камеры эжектора 6 попадает в холодильник 7, где большая часть пара из этой смеси конденсируется. 0ставшаяся часть отсасывается из холодильника 7 в приемную камеру главного эжектора 8. При возрастании- нагрузки установки давление в трубопроводе 2 падает. с падением этого давления ниже значения, на которое настроен задатчик 14, клапан 9 отключает трубопровод 2 от трубопровода 11 и эжектора 6. При этом отсасываемая из конденсатора 4 паровоздушная смесь с параметрами, соответствующими месту отсоса из конденсатора 4, через проточную часть бездействующего эжектора 6 поступает в его холодильник 7 и после. конденсации из нее части пара с уменьшенным массовым асходом - в приемную камеру главного эжектора 8. Благодаря сокращению массового расхода среды, сжимаемой в эжекторе 8, у него появляется способность снизить давление в конденсаторе. Таким образом, использование отработавшего пара турбины 1 вм корабельной энергетической установки для предварительного сжатия отсасываемой из конденсатора 4 паровоздушной смеси позволяет повысить экономичность и надежность установки за счет повышения располагаемого теплоперепада и внутреннего КПД главной турбины и .улучшения качества конденсата, получаемого в главном конденсаторе 4 прц обеспечении полноценного участия в теплообмене практически всей его : поверхности охлаждения.

СИСТЕМА УТИЛИЗАЦИИ ОПРКБО ТАВШЕГО ПАРА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ТУРБОМЕХАНИЗМОВ КОРАБЕЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИЧВС.КОЙ УСТАНОВКИ, включсисцей конденсатор с подключенным к нему через трубопровод отсоса неконденсирующихся газов главным эжектором, содержащая подо1реватель питaтeJiьнoй воды, подключенный посредством трубопровода отработавшего пара к турбине вспомогательных турбомеханизмов, о т ли ч аюцая ся тем, что, с целью повышения экономичности, она снабжена дополнительным имекжцим холодильник эжектором, установленным в трубопроводе отсоса перед главным эжектором и подключенным по рабочей ё среде к трубопроводу отработавшего пара при помощи регулируемого по давлению пара после турбины клапана.