Дымовая труба Советский патент 1992 года по МПК F23J13/06 

1

(21)4863694/33 (22) 04.09.90 (46)23.12.92. Бюл. №47

(71)Ивановский энергетический институт им В.И.Ленина

(72)Ю.В.Салов, Б.Л.Шелыгин, В.В.Варна- шов и А.С.Осыка

(56)Авторское свидетельство СССР № 802712, кл. Р 23 J 13/06. 1979. (54) ДЫМОВАЯ ТРУБА

(57)Использование: исключение роста температурных напряжений и коррозии. Сущность изобретения: дымовая труба содержит несущую оболочку, газоотводящий ствол, газоходы холодных газов, вставку и установленный соосно с ней перфорированный ствол. Высокотемпературные газы через конфузорную вставку поступают в перфорированный ствол и подсасывают часть низкотемпературных газов Расстояние между отверстиями по высоте ствола увеличивается 1 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при сооружении дымовых труб для отвода уходящих газов от энергетических котлов и газотурбинных установок.

Известна дымовая труба с раздельным, самостоятельным вводом в газоотводящий ствол газоходов высокотемпературных и низкотемпературных газов

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является дымовая труба, содержащая прижимную футеровку и сообщенная нижней частью с газоходами горячих и холодных газов. При этом труба по оси сообщена с газоходами гоэячих газов через дополнительно установленную конфузорную вставку. Горячие продукты сгорания с температурой 230-2бО°С (ог пиковых котлов) в дымовую трубу поступают через конфузорную вставку по оси ствол а. .Холодные газы с температурой 140-160°С (от энергетических котлов), выходя из газоходов, омывают снаружи конфузорную вставку и поднимаясь вдоль внутренней поверхности

футеровки, отжимают горячие газы от последней к оси ствола, защищая его от контакта с горячими газами.

Недостатком данной дымовой трубы является невозмох ность ее надежной работы при отводе через конфузорную вставку га зов, уходящих их газотурбинной установки При высоком расходе уходящих из газотурбинной установки высокотемпературных газов (450-550°С) эффект отжатия их от футеровки кольцевым потоком низкотемпературных газов ухудшается. При этом сразу на выходе их конфузора происходит перемешивание потоков горячих и холодных газов, и вышерасположенная футеровка газоотв одящего ствола начинает омываться высокотемпературным nofoKoM. разрушающим газоотводящий ствол (образование трещин, неплотностей), что снижает долговечность дымовой трубы. Другим недостатком является возникновение в период пуска и останова газотурбинной установки в газо- отводящем стволе дополнительных температурных напряжений, которые усугубляют разрушение элементов дымовой трубы при

сл

XI

оо ы ю

4 KJ

резком нагреве и расхолаживании газоотво- дящего ствола

Цель изобретения - повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в дымовой трубе, сообщенной нижней частью с газоходами горячих и холодных газов, причем с газоходом горячих газов труба сообщена через конфузорную вставку, установленную по оси ее нижней части, на конфузорную вставку соосно с трубой установлен ствол для отвода высокотемператур- ных газов, перфорированный рядами отверстий. Принтом по высоте ствола расстояния между рядами отверстий непрерывно увеличиваются.

Установленный на конфузорную вставку перфорированный ствол исключает контакт высокотемпературных газов с поверхностью газоотводящего ствола и предотвращает смешение горячих и холодных газов и в пристенном пограничном слое потока, омывающего внутреннюю поверхность гозоотводящего ствола. При этом исключается увеличение температуры газоотводящего ствола и предотвращается его разрушение, что повышает долговечность трубы. Перфорация ствола, установленного на конфузорную вставку, рядами отверстий обеспечивает подсос через них во внутрь данного ствола части холодных газов, движущихся в кольцевом пространстве вдоль внутренней поверхности газоотводящего ствола. При работе газотурбинной установки часть холодных газов, проникших через ряды отверстий, движется снизу вверх в пристенном пограничном слое ствола, установленного на конфузорную вставку. Смывание внутренней поверхности перфорированного ствола (в его пристенном пограничном слое) холодными газами исключает рост температуры стенки металла, предотвращает окалинообразование и газовую коррозию ствола (пережог). Умень- чиение расстояния между рядами отверстий в перфорированном стволе предусмотрено с целью улучшения подсоса холодных газов в нижнюю часть ствола и снижения расхода подсасываемых газов в пристенный погр.. ничный слой, где температуры меньше, чем в нижней части ствола.

На чертеже изображена конструкция заявляемой дымовой трубы.

Дымовая труба включает несущую железобетонную оболочку 1 и расположенный внутри ее газоотводящий ствол 2; сообщенный с газоходом 3 для отвода низкотемпературных уходящих газов от энергетических котлов Внутри ствола 2 в нижней его части по оси установлена конфузорная вставка 4,

сообщенная с газоходом 5 для отвода высокотемпературных газов от газотурбинной, установки. На конфузорную вставку 4 соосно со стволом 2 установлен ствол 6 для от- вода высокотемпературных газов, перфорированный рядами отверстий 7

Данная дымовая труба работает следующим образом.

Низкотемпературные дымовые газы (140-160°С) от энергетических котлов по газоходу 3 поступают в кольцевое пространство между стволами 2 и б и, двигаясь снизу вверх вдоль их поверхностей, удаляются в

атмосферу. Высокотемпературные газы (450-550°С), уходящие из газовой трубы турбины, по газоходу 5 через конфузорную вставку 4 поступают в ствол 6. С учетом расходов горячих и холодных газов диаметры стволов 2 и 6 выбирают такими, чтобы скорость высокотемпературных газов внутри ствола 6 превышала скорость низкотем- пературных газов в кольцевом пространстве между стволами 2 и 6. За счет

возникающей разности статических напоров потоков холодных и горячих газов часть низкотемпературных газов подсасывается через ряды отверстий 7 во внутрь ствола 6. При этом данная часть холодных газов движется снизу вверх по всему периметру внут- ренней поверхности ствола 6, в его пристенном пограничном слое, исключая тем самым рост температуры металла ствола 6 выше допустимого значения. Тем самым предотвращается окалинообразование и газовая коррозия ствола 6 при отводе высокотемпературных газов в период работы газотурбинной установки. Диаметр, количество отверстий, число их рядов 7 и неравномерность их размещения по высоте ствола 6 принимают из условия эффективного и равномерного омывания во внутреннем пристенном пограничном слое частью холодных газов внутренней поверхности ствола 6 с целью предотвращения его пережога. При остановке газовой турбины расход высокотемпературных газов через газоход 5 и ствол 6 прекращается и температура металла ствола 6 начинает снижаться. Омывание снаружи ствола 6 низкотемпера- турными газами снижает скорость расхолаживания последнего, уменьшая темпера- ( турные напряжения в металле, снижает градиент температур между внутренней и

наружной поверхностями ствола 6, что исключает возникновение трещин и неплотностей, повышая срок службы дымовой трубы. По окончании останова газотурбинной установки в результате омывания ствола 6 низкотемпературными газами, поступающими из газохода 3, температура стенки ствола 6 поддерживается выше температуры конденсации агрессивных паров, что исключает стояночную коррозию ствола 6. Таким образом, снижаются капитальные затраты на изготовление и ремонт дымовой трубы,

Использование данного изобретения позволяет повысить надежность работы дымовой трубы при совместном отводе уходящих газов от газотурбинных установок и. энергетических котлов,

5

0

Формула изобретения Дымовая труба, сообщенная нижней частью с газоходами холодных газов и с газоходом горячих газов через установленную по оси ее нижней части конфузорИую естав- ку, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена установленным на конфузорной вставке соосно с ней стволом для отвода высокотемпературных газов перфорированными рядами отверстий с увеличением расстояния между ними по высоте.