Вспрыскивающий пароохладитель выхлопной части паровой турбины Советский патент 1984 года по МПК F22G5/12 

2. Пароохлалитг,11ь по и. 1, от л ич а ю щ и и с я тем, что он снабжен плоскими или криволинРЙИЕ Ми лопатками, установленными в кольцевой камере. 5 .Пароох-падитель по пп. 1 и 2,о т-. личающийс я тем, что он снаб111271 жен JUJnojiHHTfjibHMMii лоплтками, угтажтвленпьгмп нл ПХОДР KojibneHc-iii камеры, и дренируемой сбсчрнп) камсрфн, прикрепленно) к наружноГ CTCMIKC. паропровода и сообщенной с кольцевой камерой.

1. ВПРЫСКИВАЩИЙ ПАРООХПАДИТЕЛЬ ВЫХЛОПНОЙ ЧАСТИ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий установленную в паропроводе смесительную камеру в виде трубы Вентури, между конфузорным, цилиндpичecким i и диффузорным участками которой и внутренней стенкой паропровода об-разована кольцевая каотличающийся тем. мера. что, с целью повышения эффективности увлажнения сбрасываемого пара и охлаждения выхлопной части, кольцевая камера сообщена со смесительной отверстиями или щелями, выполненными в диффузорном участке. с S (Л IS5

I

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в паротурбинных установках для увлажнения сбрасываемого в конденсатор пара.

Известно охлаждающее устройство выхлопной части, использующее увлажнение сбрасываемого на малорасходных и пусковых режимах пара от котла через паросбросное устройство, представляющее собой трубу с паровыми насадками на ее боковых поверхностях и водяными соплами, расположенными соосно с паровыми насадками 111.

Недостатками этой конструкции являются насьщение обратных потоков пара эрозионноопасной влагой и неравномерное охлаждение выхлопных частей ввиду несогласованности направления пароводяных охлаждающ -1х струй устройства и вращения рабочих колес.

Известен впрыскивающий пароохладитель, содержавши смесительную камеру типа сопла Вентури с трубопроводами подвода охлаждающей жидкости .

Недостатком такого пароохладителя в режимах с малыми расходами охлаждающей жидкости, а следовательно, и низкой проникающей в паровое ядро способностью струй конденсата является наличие в паровом потоке большого количества крупной влаги.

Известен также впрыскивающий пароохладитель, содержащий установленную в паропроводе смесительную камеру в виде трубы Вентури, между конфузорным, цилиндрическими и диффузорным участками которой и внутренней стенкой паропровода образована кольцевая камера f3j.

Недостатками известного пароохладителя являются во-первых, неудовлетворительная работа узлов подвода жидкости, допускаюп1их при малых скоростях впрыска конденсата появление в паровом пространстве выхлопных патрубков эрозионноопасной влаги и неравномерное увлажнение всей массы сбрасываемого пара, во-вторьк, вр)1сокие скорости влажнопаровой струи на выходе из устройства, затрудняющие согласование 3T(3V струи с обратными течениям и равномерное охлажде1ше вьклопных частей.

Цель изобретения - повыщение эффективности увлажнения сбрасываемого пара и охлаждения выхлопршй части.

Указанная цель достигается тем, что р)впрыскивающем пароохладителе выхлопной части паровой турбины, содержащем установленную в паропроводе смесительную камеру в виде трубы Вентури, между конфузорным, цилиндрическими и диффузорным участками которой и внутренней стенкой паропровода образована кольцевая камера, последняя сообщена со смесительной камерой отверстиями или щелями, выполненными li диффузориом участке.

При этом пароохладитель снабжен плоскими или криволинейными лопатками, установленHbi;-jn в кольцевой камере, и дополнительными лопатками, установленными на входе кольцевой камеры, и дренируемой сборной камерой, прикрепленной к нар 7кной стенке паропровода и сообщенной с кольцевой камерой.

На фиг.1 показано расположение пароохладителя в выхлопной части паровой турбины, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.З - пароохладитель, продольный разрез, на фиг-.4 узел выполнения вьгходного участка диффузорной части смесительной камеры, на .5 - сечение Б-Б на фиг. а с плоскими лопатками, на фиг.6 - то же, с криволинейными лспатками.

Впрыскивающий пароохладитель 1 установлен непосредственно в сбросном паропроводе 2, сое.диияющом через J tiapric.npi-ic luie устройство (ИС.ПУ) котел (nf шжлчпны) с. иыу.))й частью 3 турбоустлпопки. Ввод ппроохлацителя в гьчропое прсктрянство выхлопной части 1 n lгIoл исН с учетом вращения ротора 4 через боковую стенку 5 псрехолного патрубк 6 межлу выхлопным патрубком 7 и трубным пучком 8 конденсатора 9. В парог1ровод( 2 установлена смесительная камера 10 в виде трубы Веитури между конфузорным, цилиндри ческими и диффузсрным участками 11-14 которой и внутре гней стенкой 15 пароггровода 2 образована кольцевая камера 16, которая сообщена со смесительной камерой 10 отверстиями или щелями 17, выполненными в диффузорном участке 14. В кольцевой камере 16 размещен водяной коллектор 18, подключенный к трубопроводу 19 подвода конденсата и сообщенный отверстиями 20 впрыска со смесительной камерой 10. Пароохладитель снабжен отклоняю1ЦИМИ каналами 21, имеющими плоские или криволи {ейные лопатки (стенки) 22 и 23, установленные в кольцевой камере 16 (в стенке 24 диффузорного участка 14). Пароохладитель снабжен дополнительными лопатками 25, устан ленными на входе кольцевой камеры 1 между цилиндрическим участком 12 и внутренней стенкой 15 паропровода 12. К наружной стенке 26 паропровод 2 прикреплена дренируемая сборная камера 27, сообщенная отверстиями ил .щелями 28 с кольцевой камерой 16 и снабженная дренажной линией 29. В кольцевой камере 16 за отверстиями или щелями 28 по ходу пара установлен козырек 30. Проходное сечение цилиндрическог участка 13 выбирается таким, чтобы во всем диапазоне эксплуатационных режимов в его выходном сечении уста навливалась максимальная - критичес кая скорость пара, что предопределяет интенсивность процессов дробления и перемешивания. Е-сли необходима раздача увлажFieHHoio пара по всему пространству выхлопной части 3, то в стенке 24 целесообразно :- ыполнение круглых отверстий 17 с такимт диаметром и количеством, чтоо1.1 суммарная площадь их .u,i.;ia .)пре; ГЛяю це1( по всем тракте мрохпкления отклоняющего потока нара 71 IT лоп(чнитсльных -чоггаток 25 до стенки 24 ди(11фузорного участка 14. Па :1Оохладитсль работает следующим образом. 1а пусковых режимах, а также режимах холостого хода и мапых расходов сбрасываемый от котла через ПСВУ пар поступает по паропроводу 2 в пароохладитель 1. Одновременно конденсат по трубопроводу 19 подается в водяной коллектор 18, а оттуда через отверстия 20 впрыска - в цилиндрический участок 13. Проникая в высокоскоростное ядро разогнанного в конфузорном участке 11 пара, струи жидкости дробятся и увлажняют его, R диффузорном участке 14 форм сруется течение высокоскоростной турбулентной струи с увлажненным ядром и с отрывными эффектами у ее периферии . Часть сбрасываемого пара, движущаяся в периферийной зоне паропровода 2, поступает на дополнит-ельные лопатки 25 и приобретает в нем вращательное движение. Если в сбросном паропроводе 2 в результате конденсации при прогреве или неудовдетворительной работы пароохладителя 1 появляется конденсат, то, оказавшись на выходе из дополнительных лопаток 25 в поле це нтробежных сил, он интенсивно сепарируется на внутрсннюю стенку 15 паропровода 2, перемещается через отверстия или 1г1ели 28 в сборную камеру 27 и далее по дренажной линии 29 отводится в дренаж. Козырек 30 ограничивает движение отсепарированного слоя жидкости и предотвращает попадание ее в отверстия 17 или в отклоняющие каналы 21. Осуи1енный таким образом пар поступает в отверстия 17 или в отклоняющие каналы 21 и воздействует на структурные и динамические характеристики струи влажного пара. При малых расходах конденсата, когда проникающая способность струй жидкости низка, на стенке цилиндрического участка 13 появляется пленочное течение, которое в периферийно области свободной паровой струи формирует капли больпгих размеров, опасных в эрозионном отноиггнии. ПопадЧая в область возг1ействия отклоняющих паровых струй, истекающих из отперстий 17, эти капли по.чверглются вторичному дроблегшю.

51

что .ucT к снижению эрозионной опасности охлаждающего потока н улучшению ргп хяплктепистик с точки ярения последующего теплообмена.

15торпя функция, наряду с дроблением, отклоняющих CTpyvi заключается в целенаправленном изменении динамических характеристик охлаждающей струи: гашении ее скорости для равномерной раздачи по всему пространст ву выхлопной части 3 или придания необходимого направления.

При равномерном распределении отверстий 17 по окружности диффузорног участка 14 отклоняющие струи будут оказывать тормозящее действие на поток влажного пара и усиливать процессы перемешивания в нем. Заторможенный охлаждающий поток будет легко подхватываться обратными теченияьга и перемещаться к лопаткам ротора 4 и в верхнюю часть выхлопных, патрубков 7.

Размещение отклоняющих каналов 21 с криволинейными лопатками (стенками) 23 по всей окружности диг)х})узорного участка 14 создает за ним мощное центробежное поле, способствующее интенсивному перемещиванию и равномерному (по окружности) топможению- охлаждающего потока.

16

Организация отклоняющего потока позволяет создать хорошо переметанную плоскую направленную струю охаждающего пара в соответствующую область парового пространства выхлопНой части. Необходимый угол отклонения охлаждающего потока может быть остигнут за счет наклона стенки 24 диффузорного участка 14, но в большей степени - выбором количества, длины и игарины отклоняющих каналов21.

Таким образом, важным преимуществом предлагаемого пароохладителя является то, что он позволяет изменить направление потока влажного пара с мелкой структурой капель, что невозможно сделать, например, воздействием твердой поверхности, так как на последней происходила бы сепарация мелкой влаги и последующее ее укрупнение до опасных размеров. Кроме этого, использование такого пароохладителя позволяет повысить надежность турбоустановки за счет снижения эрозионных повреждений выходных кромок рабочих лопаток последних ступеней и улучшения условий охлаждения выхлопных частей.

E T T 7 --:H1 ) / / / /

W S

/7

29